D80はD70sの後継機として発表され、ニコンのラインアップでは初〜中級機のD70sとハイアマチュア〜プロ向けのD200の中間に置かれた。商品企画を担当した中村良夫氏は、コンセプトを「撮影機会を増やすこと」、ターゲットを「写真好きな層」と説明している。^{3インタビュー ASCII.jp【INTERVIEW】見えない部分に開発者のこだわりがある──『Nikon D80』の開発者に聞く（1/3）}dpreviewも、エントリー機のD50と半プロ・プロ向けのD200の間に適切に配置されたモデルと評した。外観はD70をベースにしながらD200の要素を多く取り入れて改めており、完全に新しいモデルと受け取られるほど変わったというのがdpreviewの見方である。^{4レビュー Digital Photography ReviewNikon D80 Review}

有効画素数はD70sの610万画素から1,020万画素に増えた。ファインダーはペンタミラーからガラスペンタプリズムに変わり、視野率約95%、倍率0.94倍となった。D70sの倍率は0.75倍である。液晶モニターは2型13万画素から2.5型23万画素に、AF測距点は5点から11点になり、新開発のマルチCAM1000AFによってピント精度と被写体の捕捉・追尾能力が向上したとされる。記録メディアはCFカードからSD/SDHCカードに移った。^{1プレス デジカメWatchニコン、ミドルクラスの1,020万画素デジタル一眼レフ「D80」}

内部では新開発の画像処理エンジンを搭載し、上位機のD200やD2X譲りの要素を取り入れた。多重露光とワイヤレスフラッシュ制御の機能も新たに加わっている。一方で、最高シャッター速度はD70sの1/8000秒から1/4000秒に、フラッシュ同調速度は1/500秒から1/200秒に下がった。^{4レビュー Digital Photography ReviewNikon D80 Review}

同時期の競合機には、2006年7月に発売されたソニーα100とペンタックスK100D、11月に発売されたペンタックスK10Dがある。^{5レビュー デジカメWatchオールドデジカメの凱旋：ニコンD80（2006年）}D80発売の1週間後、9月8日にはキヤノンのEOS Kiss Digital Xが発売された。^{6プレス ASCII.jp【詳報】キヤノン、一眼レフ入門機の最新モデル『EOS Kiss Digital X』を発表}

デジカメWatchの新製品レビューは、EOS Kiss Digital XがRAWで連続10コマまで連写できる点を挙げ、D80の連写性能を「ニコンファンにはちょっと口惜しい」と評した。同じレビューは上位機D200との比較で、D80をD200の「ライトバージョン」と位置付けて「格落ち感が少ない」とし、ISO800以上の高感度ノイズはD200より「1段分ぐらい良くなっている」と述べている。^{7レビュー デジカメWatch【新製品レビュー】ニコン D80}

D80は一眼レフとして初めて「D-ライティング」などの画像編集機能を本体に搭載した。開発陣はその狙いを、撮影後その場で「加工する楽しみ」を提供することだと説明している。新搭載のオートエリアAFモードに加え、2002年発売のD100から搭載してきた感度自動制御機能を、新たな露出モードとして活用する方針も示している。^{8インタビュー ASCII.jp【INTERVIEW】見えない部分に開発者のこだわりがある──『Nikon D80』の開発者に聞く（3/3）}

ハードウェアでは、ユーザーからの改善要望で最も多かったファインダーの見やすさに応えるため、D200の開発で得た高倍率ファインダーをコストをかけてでも搭載したという。設計担当の若林勤氏は、小型軽量化のために最高シャッター速度や連写性能などをD200より抑えたとし、「小型化のほうを優先せざるを得なかった」と述べた。若林氏によれば質感にもこだわり、レザートーン塗装で金属を思わせる仕上げとし、ペンタ部のロゴの凹部に色を入れるなど細部を作り込んだ。^{3インタビュー ASCII.jp【INTERVIEW】見えない部分に開発者のこだわりがある──『Nikon D80』の開発者に聞く（1/3）}手ぶれ補正はボディ内蔵ではなくレンズ側での補正を一眼レフに最適な方式として選び、撮像素子のゴミ対策には部品段階のエージング処理や完成後の慣らし運転、ローパスフィルター周辺への特殊素材の配置を施したと開発陣は明かしている。^{9インタビュー ASCII.jp【INTERVIEW】見えない部分に開発者のこだわりがある──『Nikon D80』の開発者に聞く（2/3）}

価格.comのレビューでは365件で総合評価4.70点、星5の評価が74%を占める。項目別ではホールド感と操作性がカテゴリ平均を上回る一方、画像と機能性はやや下回った。レビューにはCCDセンサーの色表現やAFの信頼性、ホールド感を評価する声がある反面、高感度時のノイズや経年による信頼性を不安視する声もある。^{10レビュー 価格.comニコン D80 ボディ レビュー評価・評判}クチコミ掲示板には、VR18-200mmズームレンズとの組み合わせを「デジカメデビューに最適」とする投稿があった。^{11掲示板 価格.com「D80 感想！質問？」 ニコン D80 ボディ のクチコミ掲示板}

専門媒体では、デジカメWatchの新製品レビューで北村智史氏が「D200を狙っている人にとっては、かなり心動かされるカメラ」と評する一方、マルチセレクターの操作感が硬く力が要る点や、設定時に操作する箇所と表示位置がずれる点を使いにくいと指摘した。^{7レビュー デジカメWatch【新製品レビュー】ニコン D80}dpreviewは2017年の回顧記事で、D80を「写真に本格的に取り組むにはほぼ完璧なカメラだった」と振り返り、堅牢な作りと好条件下での高画質、ツインダイヤルによる操作のしやすさを評価した。ただし弱点として、ISO3200が「非常用にしか使わないほどノイズが多かった」ことと、ハイライトの白飛びが目立ったことを挙げている。^{12レビュー Digital Photography ReviewThrowback Thursday: the Nikon D80}