D5100支持1920×1080分辨率(30、25、24fps)的高清视频拍摄功能，采用H.264/MPEG-4 AVC的压缩格式，并且具备全时自动对焦功能。支持HDMI-CEC规格的HDMI输出端口，支持SDXC/SDHC/SD存储卡以及Eye-Fi功能。
D5100机身后背的变化较大，最为明显是液晶显示屏，从D5000的2.7”升级到3.0”后液晶屏覆盖了机身后背大部分。由于液晶屏翻转方式改为在机身后背左边，因而原来机身左边的5个按钮必须被挪到其他位置。
D5100后背按钮的重新布局让我这种老尼康用户一时有点不习惯，而且按钮位置的安排也有待优化。如机身左上方通常是回放或者删除按钮，现在是一个比较常用的菜单（Menu）按钮，而删除按钮反而被安排在机身后背右下方。
从D3100出现并沿用到D7000的即时取景拨杆和录像按钮组合并没有沿用到D5100，即时取景拨杆（Lv）被移动到机身顶部右边的模式拨盘下方，而录像按钮则被独立出来放在快门按钮附近。我认为这个设计不如D3100/D7000的拨杆－按钮组合方式。
D5100和D3100一样电池换成EN-EL14，与历史悠久的EN-EL3系列电池不兼容，这也许是出于减少机身体积的考虑。机身侧面有四个外接端口：Mini-HDMI高清视频接口、Mic（麦克风）接口、USB-A/V接口、GPS接口。SD存储卡插口还在机身手柄处，方便更换。后背液晶显示屏不仅尺寸增加了，而且像素也从23万像素升级到92万，显示效果有明显的进步。整体机身操作还是非常舒服，包括手柄尺寸和形状，只是一些按钮的安排还有改进空间。
