全長153．8米，（ⅡA型為155．3米），寬20．4米，吃水6．3米，滿載排水量8422噸（為9033噸、ⅡA型為9217噸）。主機為4臺LM－2500燃汽輪機，總功率10．5萬馬力，最大航速32節，續航力4400海里/20節。艦員編制303人（ⅡA型380人），其中軍官23人（ⅡA型32人）。
該級艦一改驅逐艦傳統的瘦長艦型，采用了一種少見的寬短線型，長寬比只有7．5。這種線型具有極佳的適航性、抗風浪穩性和機動性，能在惡劣海況下保持高速航行，橫搖和縱搖極小。它也是美國海軍按隱身要求設計的第一型水面艦艇。首先，艦體和上層建筑均為傾斜面，以大幅減弱回波信號。其次在煙囪的排煙管末段安裝紅外抑制裝置，以降低紅外輻射量。再就是在機艙段的艦體外表裝設“氣幕降噪”管路，以降低輻射噪聲。
為了提高艦的生命力，在設計中充分考慮了減輕戰損和在戰損情況下保持戰斗力的措施。它的作戰和通信中心都在主艦體內，重要艙室都敷設了“凱芙拉”裝甲；全艦裝設了三防用的過濾通風系統，這在美國艦艇上是第一次。所有艙室都采取增壓措施，重要系統均有抗沖擊加固，能經受水下和空中爆炸的沖擊效應。
該級艦最引人注目之處當然是著名的“宙斯盾”系統。該系統包括：SPY－1D相控陣雷達，SPG－62防空導彈火控雷達，MK－41導彈垂直發射系統，UYK－43計算機，MK－2顯示系統，MK－34火炮武器系統，輕型機載多用途系統及全球定位系統。全系統核心是SPY－1D相控陣雷達。它的天線由四塊八角形的固定式輻射陣面構成，工作時借助于計算機對各陣面上的發射單元進行360度的相位掃描，不僅速度快、精度高，而且僅一部雷達就可完成探測、跟蹤、制導等多種功能，可以同時搜索和跟蹤上百個空中和水面目標。該雷達的工作參數可以迅速變換，具有極強的抗干擾能力，還能消除海面雜波的影響，可以有效探測掠海飛行的超低空目標。
·對陸：由MK－41系統垂直發射的“戰斧”巡航導彈，分為對地攻擊型和反艦型。其中對地型又分為核裝藥型和常規彈頭型。核裝藥型射程為2500公里，命中誤差為80米；常規彈頭型射程為1300公里，命中誤差僅為10米。
·反艦：主要為四聯裝“捕鯨叉”反艦導彈發射裝置2座。（ⅡA型將取消該系統）該彈0.9馬赫時射程130公里，主動雷達尋的。另有127mm全自動炮1座，射程27公里。
·防空：由MK－41系統垂直發射的“標準Ⅱ”防空導彈。MK－41系統首尾各有1座，載彈量分別為29枚和61枚（ⅡA型為32枚和64枚）。該系統視作戰任務決定“戰斧”和“標準Ⅱ”和“阿斯洛克”的裝彈量，但無疑以“標準Ⅱ”為主。該彈為指令加慣性制導，半主動雷達尋的，2馬赫時射程73千米。末端防御為2座6管“密集陣”系統，射程2千米。另外，ⅡA型將增加用MK－41發射的改進型“海麻雀”近防導彈，該彈長3.7米，重282千克，射程30千米，機動過載50g，速度比原型提高1倍,可攔截超音速反艦導彈，在1個MK－41垂直發射系統的標準貯運發射箱中可裝載4枚，這將使該級艦近程反導能力大為提高。
·反潛：在Ⅰ型和Ⅱ型中沒有直升機機庫，沒有駐艦直升機，僅有降落平臺和油、彈補給設施，這不能不損害其反潛能力。在ⅡA型艦上將設雙直升機庫，使其可以攜載2架SH－60B/F直升機，反潛能力得到極大提高。利用MK－41系統，該級艦還可發射“阿斯洛克”反潛導彈。值得一提的是，垂直發射的“阿斯洛克”射程增加到20公里。在自身防御方面，它采用2座MK－32－3型324mm魚雷發射裝置，發射MK－46或MK－50型反潛魚雷。
·雷達：1部SPY－1D型相控陣雷達，ⅡA型為SPY－1D（V）型（帶跟蹤起始處理器），兼有對空搜索和火控任務。對海搜索為1部SPS－67（V）3型，火控為SPG－62型，用于“標準Ⅱ”防空導彈末制導。戰術空中導航雷達為URN－25型。
·電子設備：作戰數據系統為NTDS－5帶4A、11、14號數據鏈，Ⅱ型和ⅡA型為TADI×B和戰術數據交換或16號數據鏈。電子戰為SLQ－32（V）2型，Ⅱ型和ⅡA型為SLQ－32（V）3型。三批艦均備有2座超速散射箔條發射器和1座“水精”魚雷誘餌裝置。
·聲吶：SQS－53C型球首聲吶和SQR－19型被動式拖曳聲吶。ⅡA型取消了SQR－19聲吶。
缺點：1在基本不影響艦的主要作戰功能的情況下，盡力簡化艦的裝備。以“宙斯盾”系統為例，與“提康德羅加”（CG47）級巡洋艦相比，DDG51級把相控陣雷達的發射機由CG47級的2部減為1部，不影響發射能力，只是降低了冗余度。又如像DDG51這樣大的以防空為主的艦，按美國的慣例，除了裝三坐標雷達以外，還會配二坐標的遠程對空警戒雷達，DDG51級上都沒有裝這樣的二坐標遠程對空警戒雷達。此外，還有DDG51級只裝備1座127mm艦炮，而以前的DD963級和DD993級都裝備2座127mm艦炮，而且127mm艦炮沒有設專用的火控雷達。DDG51級電站的發電機組由CG47級艦的4臺減為3臺。I型艦的電子戰系統裝的是SLQ-32（V）I，只具偵察不具備干擾能力。2DDG51級艦20kn時的續航力為4400nmile，比DD963級和DDG993級艦的續航力小1600nmile。DDG51級續航力的減小是由于燃油貯備量的減少引起的。如果要保持6000nmile的續航力，必然會造成艦的排水量的增大，隨之艦的造價增長。為了控制艦的造價，只好控制排水量犧牲續航力。