Nikon D200 представляет собой однообъективную цифровую зеркальную камеру (DSLR) со светочувствительной ПЗС-матрицей (CCD) формата Nikon DX размером 23,7×15,6 мм с эффективным разрешением 10 мегапикселей (максимальное разрешение снимка — 3872×2592). Поддерживается сохранение снимков в форматы JPEG и NEF (RAW).

В камере используется замер экспозиции Nikon 3D Color Matrix Metering II' с 1005-пиксельным RGB сенсором. Аналогичный сенсор используется в профессиональных камерах компании Nikon.