尼康D80采用一块23.6 x 15.8 mm、APS-C画幅的1020万像素CCD传感器，镜头倍率为1.5倍。最大分辨率为3872×2592，ISO范围100/200/400/800/1600，快门区间为30-1/4000秒，背后采用一个23万有效像素的2.5英寸的液晶显示屏和一个视野率为94%的光学取景器，采用SD/SDHC卡作为存储介质，镜头方面采用尼康F镜头卡口，兼容AF尼克尔镜头以及专为尼康数码单镜反光相机设计的DX尼克尔镜头，镜头焦距的转换系数为1.5倍。电池系统使用型号为EN-EL3e的锂离子电池。尼康D80机身重量585克，外型尺寸132×77×103mm。
从产品编号上面来看，尼康D80的问世并不是针对尼康D50的升级，而是作为尼康D70S的继任者。尼康D80针对于前辈D70S的升级可以称得上是脱胎换骨。D80采用一块23.6 x 15.8 mm、APS-C画幅的1020万像素CCD传感器，镜头倍率为1.5倍。最大分辨率为3872 x 2592。ISO为 100-1600。快门为30 - 1/4000秒。拥有一个2.5英寸的液晶显示屏和一个视野率为94%的光学取景器。
D80采用和D200相同的AF模块，D80采用了11点自动对焦系统，能够覆盖大部分对焦区域，对焦时间更快，而且每一格对焦点都可以独立对焦，中心区域还可以进行宽区对焦，全新的自动对焦区域模式可以通过测量11点对焦区域，自动判断哪一点为拍摄主体。尼康这次还很厚道的将五棱镜装进了D80，低端单反通常采用的可都是五面镜，D80的取景窗会比70s和50要亮许多，不过成本也高了。另外尼康D80终于支持竖拍手柄，结束了尼康低端机型不能使用竖拍手柄的历史。当然并不能说D80有了这些条件就可以上升一个档次了，而是低端单反的配置水准涨高了。
鉴于尼康中低端数码单反一贯的白平衡表现，原以为D80也好不到哪去，顺便提一句，“左右偏色”是D70发售之后才诞生的词。然而D80倒是争气，在白平衡的表现上有了长足的进步，尼康终于想通了，让D80可以自定义色温，从最低2500K到最高9900K之间都可以进行自主色温调整，另外在光线自动白平衡的表现也是比较准确的。
D80的快门速度降到1/4000秒了，这是定位低端的象征。不知道是不是有意避开之前D70在快门1/6000秒以上、ISO400以上逆光拍摄就有可能出现的高光溢出。这个问题在D70s上也没得到解决，而且D50最高快门虽然也降到1/4000秒，照样有高光溢出的情况发生。不过从目前的情况来看，还没有人反映过D80出现高光溢出。换句线的宽容度要比从前有了一定的进步。
D80和D50同样采用了SD卡作为存储介质，这样可以很有效的缩减体积。D80的大小和D50也差不多，相比尼康其它型号数码单反偏小，但还是比其它品牌同样定位的相机要大一些，最起码D50是在不丢失手感的前提下尽量缩减机身尺寸，不至于像佳能350D和索尼阿尔法100那样让右手感觉局促，而且装个口径大点的镜头手就没地方放握了。在这一点上D80很好的继承了D50的优势。