105点のフォーカスポイントはすべてクロスセンサーで、全点が選択可能。構図をずらすことなく、被写体のピントを合わせたい部分にAFでピント合わせができます。しかも、ひとつひとつのフォーカスポイントを縦横3列ずつのトリプルセンサー配列とし、AFエリアをD5比約1.6倍の高密度でカバー。小さな被写体もより確実に捉えることができます。

複数の処理をシーケンス制御マイコンと並行して実行し、演算処理、制御の総合的な高速化を実現するAF専用エンジンをさらにパワーアップしました。これにより、約14コマ/秒※の高速連続撮影時にも全点同時測距を実行。得られたD5比約1.6倍のデフォーカス情報によって、捉えた主要被写体をその周辺から識別し、安定してピントを合わせ続けます。特にAFロックオンで「横切りへの反応」の強度を上げた際に、目的の位置に一段とピントを合わせ続けやすくなりました。

新AF専用エンジン、画像処理エンジンEXPEED 6、そしてこれらと共働するアドバンストシーン認識システムの性能向上によって、D6は様々な性能を一段と強化。特に、顔・上体検出情報、デフォーカス情報、動き検知情報によって、被写体の平面方向への動きの追尾性能が向上しています。また、光学ファインダー撮影時にデジタル一眼レフカメラで初めて※、瞳の位置を優先したフォーカスポイントの選択に対応。人物をポートレート的に撮影したい場合にも、より瞳にピントが合った撮影がしやすくなっています。

D6では、ズームレンズの場合にワイド端とテレ端の2点で取得した微調節値を登録可能。ズーム全域で最適な微調節値を反映できます。さらに、AF-S NIKKOR 180-400mm f/4E TC1.4 FL ED VR、AF-S NIKKOR 500mm f/5.6E PF ED VR、AF-S NIKKOR 120-300mm f/2.8E FL ED SR VRでは、同種のレンズでも個体ごとに最適なAF微調節値を登録可能。同種のレンズを複数本所有している場合、個々のレンズだけの微調節値を使用した撮影が行えます。

「AFロックオン」※の効き方を、「横切りへの反応」と「被写体の動き」の2つのパラメーターで設定できます。「横切りへの反応」は、カメラ前を横切る被写体への反応を［敏感］（横切り被写体に素早く反応してピントが合いやすく、横切り被写体通過後は素早くもとの被写体にピントが合う）～［鈍感］（横切る被写体があっても、もとの被写体からピントが外れにくい）で設定可能。「被写体の動き」は、追従したい被写体のカメラに向かって来る動きの特徴を［ランダム］（動きの速度が急激に変わる）～［スムーズ］（緩やかな速度変化で動く）で設定できます。D6では、D5と同じ設定でも狙った被写体からピントが一段と外れにくくなっており、ラグビーやサッカーなどで、次々入れ替わるゲームの主導権を握る選手を撮りたいときや、陸上のトラック競技などで特定の選手を高倍率まで追い続けたいときなど、撮影者の狙いやスキルに合わせて設定できます。