1、1420万像素CMOS传感器+EXPEED 2图像处理器
尼康的数码单反一直受制于传感器供应商（索尼），以至于D3100和D7000发布之前，就只有D3X一款机型是高于1200万像素这一级别的（D3X为2450万像素）。1200万像素对于入门级乃至中低端数码单反来说都不算是一个很低的像素值，但对于D300S、D700（全画幅）、D3S（全画幅）这样的中高端机型来说，未免低了点。
尽管在相同传感器面积下，像素越低就越容易获得更好的高ISO噪点表现，但这不是不用高像素的合理解释（看看佳能那边），毕竟更高的像素，更能经得起后期处理中对画面的裁切。“高像素无用论”？那是对不合理的高像素才生效的。
相信是索尼觉得牵制得足够了（我太阴谋论了……），觉得可以让尼康使用更高像素的传感器了，尼康D3100率先抛掉那老旧的1230万像素CMOS。新的CMOS为1420万像素（D7000更高，有1620万），相比D3000有接近40%的提升，对于入门级数码单反来说已经足够了。
配合尼康新的EXPEED
2图像处理器，无论是低ISO细节上，还是在高ISO噪点上，D3100都比D3000有较为明显的改进。大家可以点击这里，跳转到D3100的实拍样张分析，看看其画质的详细情况。
2、1920x1080/24p全高清视频拍摄（带连续自动对焦）
尼康D90是第一款可拍摄视频的数码单反，结束了视频拍摄功能一直给消费类数码相机“垄断”的情况。但当时D90并没有实现在视频拍摄中进行自动对焦，而就算是近期推出的几款数码单反，也没有太好地支持这一功能。要知道边拍摄视频，边进行镜头变焦，还要同时顾及对焦，那是多么令人手忙脚乱。（什么先定好焦段，再对好焦，然后才开始拍摄，那只是电影工作者才会用的方法，一般用户哪会这样？）
尼康D3100除了可拍摄1920x1080/24p全高清视频外，在拍摄过程中还可以进行连续自动对焦，用户只需专注于镜头变焦、构图，以及将对焦点对准主体即可。
不过，尼康D3100的视频拍摄还不算做得完美，缺点有二。一是套机镜头（18-55VR）在对焦时的声音会被麦克风捕捉到（麦克风太靠近镜头了），我相信就算是换上对焦更宁静的超声波马达镜头，这也是不能完全避免的。二是连续自动对焦好像有点抽风，大部分时候可以很迅速的变换焦点，但有时候就会显得很迟钝，甚至“没了反应”（这时候可以半按快门“提醒”相机进行对焦，不影响视频拍摄）。
