大家都知道尼康F卡口已经历经40多年的风风雨雨，从MF时代一直跨入AF时代，贯穿了从单反相机“刀耕火种”到“数字化”的时代。F卡口的内径是44mm，取的是近似于35mm胶卷对角线的长度(43.27mm)，设计之初看起来很完美。
Nikon F采用插刀式镜头卡口但是安装时旋转方向和其他家的相反，这种结构也一直保持不变沿用至今。随Nikon F机身一同发布的那些镜头，只是简单地称为Nikkor镜头，一般镜头上都带有“Auto” (指的是光圈叶片自动收缩)、焦距(早期的镜头以cm显示，后来才改成mm)和系列号。
发布于1977年的AI（自动最大光圈传递，Automatic Maximum Aperture Indexing）镜头是NikonF卡口的第一次大变动。它采用了一种新的测光联动技术。过去是当镜头接到机身时，必须手动将光圈设到最大，或者先将光圈拧到最小，然后开到最大，才能实现自动光圈收缩。而新系统则能自动将最大光圈值传递给机身。
1981年，为了用机械方式实现光圈优先(以至程序模式)的功能，AIS镜头取代了AI镜头。AIS和AI镜头的光学结构、甚至外观都没有太大变化，区分两者最简单的方法是看刻度上最小光圈值的颜色，AIS镜头呈橙色，在AI镜头上则是蓝色。AIS镜头完全以机械的方式将最大光圈，当前光圈，镜头大致焦距(大于还是小于135mm)等等信息传递给机身，尼康的工程师真是了不起，但是这导致了AIS接口非常的复杂，尼康自己也不胜其烦，到现在只在准专业和专业级机身上保留了对AIS镜头的支持，其他的机身虽然在物理上可以兼容，但是已经不能够实现最基本的联动测光功能了，这种现实对于标榜50年如一日不换卡口的尼康来说，是一种无言的讽刺。
1983年，Nikon第一台自动聚焦相机F3AF出现，这机器丑到了令人发指的地步，完全是外星人和F3HP的杂交后代，伴随这款相机发布的还有两支镜头：AF80mm F2.8和AF200mm F3.5 IF ED。完完全全的AF技术验证机，唯一得到的反馈就是AF机身这么做肯定行不通。
AF卡口首发于1986年，当Nikon公司开始生产AF镜头时，它将AF镜头的机身对焦驱动与AIS镜头的技术融合在一起；它与AIS镜头一样在镜头底部有一个机械凹槽，同时在5：30位置加入了一个带槽的对焦驱动镙杆，镜头上取消了兔耳，在卡口环上的12：00点位置有五个电子触点，它们通常标明为AF AIS镜头。
1989年，在F卡口30周年的时候，尼康曾经用F卡口做过一批小闹钟送给老用户，用意是感谢这么多年以来的支持，非常的有人情味。
随着机身功能的不断加强，镜头卡口也在不断改进，有一项重要改进就是是在1992年随F90上市而推出的AFD镜头，通过镜筒上的距离编码器将当前合焦的距离告知机身，这个距离被用于机身评价测光中，。这样的镜头在镜头的外桶上标明为AF D。其他特性与AF镜头一样。在日常使用中，距离信息的用处不大，但在使用闪光灯的环境中时，距离信息起着举足轻重的作用。
至此，尼康在F卡口上的改进暂时告一段落了，从不能光秃秃的F卡口到可以传递最大光圈的AI再到可以光圈联动测光的AIS再到能够自动对焦的AF，能够传递距离信息的AFD，没有光圈环的G，镜身驱动的AFS，尼康F卡口的发展趋势已经相当明显，那就是变成一个完全没有机械传动部分的电子化界面卡口。
