D5200 является эволюционным развитием Nikon D5100 и отличается от неё новой матрицей, разрешение которой выросло с 16 до 24 мегапикселей, более совершенными системами автофокусировки и экспозамера, заимствованными у Nikon D7000, а также улучшенными возможностями при съёмке видео. Максимальная скорость съёмки выросла с 4 до 5 кадров в секунду.