Новинка оборудована новой матрицей разрешением 24.2 мегапикселя (6016 x 4000), 3-дюймовым экраном разрешением 921000 точек, имеет 11 датчиков автофокуса с режимом 3D-слежения. Система автофокуса работает с любыми моторизированными объективами для байонета Nikon F (объективы Nikkor AF-S и AF-I), объективы AF с механическим приводом автофокуса работаютв режиме ручной фокусировки. Чувствительность матрицы изменяется в диапазоне от 100 до 6400 ISO с шагом в 1EV, доступен режим повышенной чувствительности, приблизительно эквивалентный 12800 ISO.
Камера получила расширенные возможности видео - запись видеороликов FullHD (1920x1080) с частотой кадров 30p/25p/24p и 1280x720 с частотой 60p/50p. Запись ведётся в формате H.264/MPEG-4 Advanced Video Coding. В отличие от предшественницы, камера оборудована стандартным микрофонным входом 3.5mm, который позволяет использовать как специальный микрофон Nikon ME1, так и оборудование сторонних производителей. При записи видео доступны следящий автофокус и автофокус с приоритетом лица.
Усовершенствованный режим справки в настройках камеры призван облегчить вхождение новичков в мир цифровой фотографии. Камера обладает системой распознавания сюжетов, способной подсказать самый подходящий режим съёмки, анализируя снятые кадры. В режиме Live View доступна функция "автоматический выбор сюжета", подбирающая сюжетный режим самостоятельно.
Одновременно с камерой анонсирован WiFi-адаптер WU-1a, который позволит как перенести фотографии на другие устройства без использования проводов, так и управлять процессом съёмки дистанционно. Камера Nikon D3200 совместима с устройствами на платформе Android.
Вес новинки - 505 грамм с аккумулятором, но без объектива. В ней используется литий-ионный аккумулятор EN-EL14 - такой же, как в предыдущих моделях. Камера будет поставляться как отдельно, так и в комплекте с объективами, в двух цветовых вариантах - чёрном и красном