尼康D5100的卡口是尼康F卡口。
尼康D5100是一款DX格式数码单镜反光相机，搭配极具创新性的3英寸可翻转LCD显示屏，1,620万有效像素的CMOS图像传感器，具备强大的功能和简便的操作。
尼康D5100拥有EXPEED 2数码图像处理器，标准感光度设置为ISO 100至ISO 6400，最高可增至Hi 2(相当于ISO 25600)，带有11点自动对焦系统，可提供出色的主体识别功能，3英寸约92万画点的可水平翻转LCD显示屏，可向侧面开启0°-180°，开启后，可顺时针旋转至最大90°，逆时针旋转最大180°。
尼康D5100即时取景功能的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 ，带有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。
尼康D5100拥有16种场景模式，能录制全高清D-Movie(数码短片)，兼容HDMI(高清多媒体界面)输出。另外尼康D5100没有采用机身马达，因此自动对焦仅支持尼克尔AF-S和AF-I镜头，对于其它G型和D型AF尼克尔镜头则自动对焦功能不适用。