Die D3100 bringt als erste Einsteiger-DSLR von Nikon einen CMOS-Sensor mit. Der Chip fängt Fotos mit 14,2 Megapixeln und Videos mit bis zu 1920 mal 1080 Pixeln ein. An der Empfindlichkeit hat der Hersteller ebenfalls kräftig geschraubt. Während bei der Vorgängerin D3000 bei ISO 1600 Schluss war, schafft die Neue ISO 12.800.