Điều đầu tiên sẽ làm các nhiếp ảnh gia ngạc nhiên về máy ảnh D90 là chất lượng hình ảnh tuyệt vời của máy. Sản phẩm này ra đời với nguồn cảm hứng từ máy ảnh số ống kính rời (SLR) định dạng DX hàng đầu của Nikon, máy ảnh D300. Bộ cảm biến ảnh và 12.3 megapixel hiệu quả của D90 kết hợp với công nghệ xử lý hình ảnh EXPEED độc quyền của Nikon nhằm tạo hình ảnh vượt trội có các chi tiết ảnh đẹp, sắc thái mịn, màu sắc phong phú và ít nhiễu trong suốt dải nhạy sáng ISO.

Máy ảnh D90 được trang bị với một chức năng quay phim đổi mới tạo các kết quả phim điện ảnh chân thực, được tăng cường nhờ độ sâu trường ảnh sâu một cách sáng tạo có được nhờ bộ cảm biến định dạng DX. Chức năng này được tinh chỉnh hơn nữa nhờ chất lượng quang học và sự lựa chọn đa dạng các ống kính NIKKOR — những loại ống kính mà các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp trên khắp thế giới đang tin cậy sử dụng. Nhờ có bộ cảm biến hình ảnh lớn của D90, các hình ảnh phim D-Movie thể hiện là các hình ảnh ít nhiễu hơn những hình ảnh phim có được từ máy quay điển hình, đáng chú ý nhất là trong những tình huống ít sáng.