尼康D300S采用可充电锂电池EN-EL3e，可拍摄950张照片的续航能力。
尼康D300S拥有1230万有效像素的CMOS影像传感器，每秒约7幅的连拍速度。默认ISO200-3200，通过扩展可达ISO100-6400。搭载3英寸92万像素LCD显示屏，融入了时下主流的视频拍摄功能，优化的D-Movie(数码短片)功能提供最大1280×720/24fps的高清视频拍摄。尼康D300S还支持双卡存储的功能，提供了CF和SD的双卡插槽，无疑扩展了存储空间，为拍摄者提供了更大的方便，也更趋于专业化。
尼康D300S配备了饱含尼康多年专业积累的EXPEED数码影像处理，为所拍影像提供了丰富的细节、鲜明的色彩、多样的色调层次和最少的噪点，EXPEED的高速处理能力还使D300S具备了极快的响应速度。搭载的场景识别系统基于1005像素的RGB感应器在快门释放前对构图经行分析，自动选择最适合的曝光、对焦和白平衡设置，不再需要繁琐的相机调节，可轻松拍摄出美丽的照片。
尼康D300S配备Multi-CAM 3500 DX自动对焦模块，51个自动对焦点能在各种构图情况下实现精准的对焦，中央的十字型对焦点提供更的自动对焦性能，即便是快速移动也能应付自如。尼康D300S得益于CMOS图像感应器的高速数据读取技术和EXPEED数码影像处理的高速处理能力，以及相机超高速缓存、机械系统和电池系统的共同提高，可达到约每秒7张的连拍速度。