D5100拥有每秒4张的连拍能力，以及11点自动对焦系统。内置了HDR模式，同拍摄2-3张不同曝光的照片进行快速机内合成，以获得最佳的HDR图片效果。而动态D-LIGHTING与HDR可以选择结合使用，获得更为戏剧性的画面表现。
D5100的即时取景功能主体跟踪自动对焦可锁定主体，即使主体暂时离开取景框范围，也可自动恢复对其跟踪对焦。脸部侦测的场景识别系统，可优化曝光和自动对焦性能，获得更佳成像品质。添加了特殊效果模式：可选颜色、彩色素描、模型效果、夜视、剪影、高色调、低色调。
1.机身操控
拿到D5100的第一个感觉就是一些外观上的变化，不仅与D5000有不同，而且还有一些整体风格的变化。比如机身手柄处的传统尼康红色三角标记被简化为一条倾斜的红色带，镜头更换标记在尼康器材历史上首次从机身凹进白点变成一个白色小球，而有相应变化的镜头也首次出现在AF-S 50/1.8G镜头上面。
机身后背的变化更大，最明显是液晶显示屏，从D5000的2.7”升级到3.0”后液晶屏覆盖了机身后背大部分。由于液晶屏翻转方式改为在机身后背左边，因而原来机身左边的5个按钮必须被挪到其他位置。
后背按钮的重新布局让我这种老尼康用户一时有点不习惯，而且按钮位置的安排也有待优化。如机身左上方通常是回放或者删除按钮，现在是一个比较常用的菜单（Menu）按钮，而删除按钮反而被安排在机身后背右下方。
从D3100出现并沿用到D7000的即时取景拨杆和录像按钮组合并没有沿用到D5100，即时取景拨杆（Lv）被移动到机身顶部右边的模式拨盘下方，而录像按钮则被独立出来放在快门按钮附近。我认为这个设计不如D3100/D7000的拨杆－按钮组合方式。
