有効1210万画素の1/1.72型原色CCDに、35～123mm相当、F2.7～5.3の光学3.5倍ニッコールレンズを搭載する。手ぶれ補正はレンズシフト式VRである。^{3公式 ニコンCOOLPIX P5100 主な仕様}

露出はP/A/S/Mとブラケティングに対応する。実像式光学ファインダーと2.5型約23万画素の液晶を併設し、構図を確認する方法も選べる。小型機にカメラ任せの撮影だけでなく、露出を決める操作とファインダーを残した。^{3公式 ニコンCOOLPIX P5100 主な仕様}

P5000の有効1000万画素、1/1.8型CCDから、有効1210万画素、1/1.72型へ更新した。内蔵メモリーも約21MBから約52MBへ増えている。撮像と記録の部分を変える一方、レンズ、VR、露出方式は引き継いだ。^{1プレス デジカメWatchニコン、フルマニュアルの最上位機COOLPIX P5100}

本体の98×64.5×41mm、約200gという大きさと重量も維持した。使うレンズの画角や操作を大きく変えるのではなく、小型の本体構成を保ったまま撮像素子を更新した後継機である。^{1プレス デジカメWatchニコン、フルマニュアルの最上位機COOLPIX P5100}

連写は最大画像・NORMALの条件で、約0.8枚/秒・8コマから、約1.1枚/秒・5コマへ変わった。一秒当たりの速度は上がるが、一度に続けられる枚数は減る。連写の変化は、速度と継続枚数を組にした仕様となっていた。^{1プレス デジカメWatchニコン、フルマニュアルの最上位機COOLPIX P5100}

同時発表のP50は810万画素、28～102mm相当のレンズ、単3電池、電子式VRを採用する。P5100は35～123mm相当、レンズシフトVR、外部フラッシュ対応という構成である。広角側の範囲や電源を重視するP50と、手動操作に照明の拡張を組み合わせるP5100という、異なる選択肢を用意した。^{1プレス デジカメWatchニコン、フルマニュアルの最上位機COOLPIX P5100}

アクセサリーシューにはSB-400、SB-600、SB-800などのi-TTLフラッシュを装着できる。小型カメラの内蔵機能だけで照明を完結させず、一眼レフにも使う外部フラッシュを利用する接点を持たせた。一眼レフとの併用というメーカーの提案を、実際の接続部で支える装備である。^{2公式 ニコンNikon's new P-series cameras blend top-level performance}

光学系にはワイド・テレコンバーターを用意し、フィールドスコープやファーブルフォトへ接続する用品にも対応した。通常の3.5倍ズームを使うカメラとして携帯しながら、必要に応じて外部の光学機器とつなぐ構成である。^{1プレス デジカメWatchニコン、フルマニュアルの最上位機COOLPIX P5100}

手動設定と同時に、EXPEEDによる画像処理、顔認識AF、D-Lightingといった自動補助も備える。AFエリアは顔認識、9点自動、中央、99点からの手動選択を使えるため、カメラに対象選択を任せる方法と、自分で合わせる位置を指定する方法を持つ。^{2公式 ニコンNikon's new P-series cameras blend top-level performance3公式 ニコンCOOLPIX P5100 主な仕様}

感度はフル解像度で最高ISO2000、ISO3200では5M相当の記録サイズという条件になる。P/A/S/MやAF位置の選択を備えながら、高感度を使う場合は画像サイズとの組み合わせが変わる。周辺機器を広く使える本体に、撮影条件を選ぶ操作を残した高機能コンパクトだった。^{3公式 ニコンCOOLPIX P5100 主な仕様}