Desde os anos 1980, a Nikon evoluiu continuamente sua tecnologia de autofoco para aproveitar novas inovações e responder à demanda dos consumidores. Os diversos avanços diferem em velocidade de autofoco, ruído, precisão e controle computacional. Desenvolvimentos de lentes dão cada vez mais versatilidade aos fotógrafos em diversos ambientes, melhorando tempos de resposta e controle geral. Os designs mais recentes trazem novas expectativas em funcionalidade de lentes.
A tecnologia de autofoco da Nikon apareceu no mercado nos anos 1980. A L35AF, uma câmera compacta de autofoco, ficou disponível em 1983 como o primeiro produto Nikon a usar "AF" em seu nome. Três anos depois, a primeira lente de autofoco removível para câmeras SLR iniciou a revolução do autofoco na fotografia profissional. A estrutura por trás deste design de lente de autofoco permaneceu inalterada por mais de 10 anos até o debut dos sistemas AF-S.
As lentes de autofoco AF originais utilizam um sistema de engrenagens básico mas eficaz para controlar o motor interno da câmera. Uma simples conexão macho-fêmea entre a câmera e uma pequena protuberância na lente AF permite ajuste automatizado da lente. O medidor de foco interno da câmera gira o anel de acoplamento externo na câmera, que então move o anel adjacente na lente. Quando o sistema de autofoco da câmera é desligado, o anel de foco da lente pode ser girado manualmente, permitindo que estas lentes funcionem em câmeras antigas sem motores de autofoco.
Enquanto o sistema AF original funcionava de forma semelhante em todas as lentes de autofoco até 1998, um pequeno desenvolvimento melhorou o controle manual do anel de foco. Os modelos AF-N apenas alteraram a sensação da empunhadura de foco manual externa nestas lentes para melhorar o manuseio quando o autofoco está desligado, a pedido de fotógrafos. Eventualmente, o "N" foi removido do nome, e todas as lentes AF fabricadas nos anos 1990 tinham esta característica AF-N.
À medida que a eletrônica das câmeras evoluiu para realizar cálculos complexos em diversas variáveis fotográficas, a Nikon precisou de um método para enviar mais dados entre lente e câmera. O AF-D tornou-se um novo padrão para a linha AF, permitindo mais funcionalidade automática. Estas lentes simplesmente enviam à câmera sua configuração de distância para a posição de foco escolhida pela câmera ou controle manual. A câmera usa isso na determinação de exposição ideal e configurações de flash. Apesar destas melhorias menores, o mecanismo de autofoco nesta e em outras variantes AF permaneceu o mesmo.
Em 1998, a Nikon revelou o primeiro redesenho arquitetural para sua tecnologia de autofoco. Ao contrário do sistema AF anterior, que dependia da câmera para girar fisicamente o anel de foco da lente, as lentes AF-S "Silent Wave" contêm seu próprio motor inovador que funciona independentemente da câmera. Além disso, os motores de foco usam um mecanismo ultrassônico em vez do design de engrenagens mais antigo. Estas melhorias significativas aumentam a velocidade e precisão do foco enquanto reduzem o ruído mecânico.
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