舰船特点：
沙级舰有着适度的球鼻型艏，以减少高速时的兴波阻力；加上舰体长度大、结构好，这对减少阻力也十分有利。沙级舰与德国一次大战时期的战列巡洋舰和其他国家海军的主力舰都大不相同。它们强调速度，沙恩霍斯特号和格奈森瑙号都未装备附加外板，从而使它们更容易获得较好的经济航速。
沙级舰的干舷很低，因此同级两艘舰的航海性能都相当差。而要解决这个问题，就只有通过提供额外的舰体高度来增加舰舷高度，但这样一来又不得不增加装甲区。权衡再三，最终只好将某些航海性能弃之不顾了。
到沙级舰建造时，焊接技术已有很大发展。因此，它们的舰体除防鱼雷舱壁的接合部和甲板结构外，均采用焊接技术。

装甲防护：
主舷侧装甲舯部为320毫米，水下1米开始削弱，至1.7米处削弱为170毫米，炸弹甲板50毫米，穹甲水平部分80毫米，两侧向下倾斜部分110毫米。主炮装甲正面360毫米，侧面200毫米，顶部150毫米。副炮装甲150毫米，指挥塔装甲350毫米。由此可以看出，沙级舰在装甲方面的主要弱点是水平防护弱、并缺乏强有力的上层装甲列板。且有防护都较薄弱的部位（俗称“天窗”）

主炮：
3座三联装283毫米炮54.5倍口径身长。此型火炮和德意志级装甲舰的火炮不同，炮弹长度比德意志级的长，但装药却比德意志级的少。沙级舰采用三种炮弹：穿甲型－主要用于对付高强度的装甲目标；普通型－炮弹装有较多的炸药，并能增加杀伤力；高爆型－增强弹片杀伤效果，主要用于对付暴露的人员、高射炮炮位、火控装置、按照灯等，还用来对付装甲防护较弱的驱逐舰以下的舰艇。炮弹重330公斤，初速890米/秒，最大射程为42500米，最大仰角40度。

副炮：
55倍口径身长150毫米单管炮和双联装炮各4座。4座单管炮装在烟囱两侧，两舷各有2座，由位于舰中部的弹药舱供弹，装甲防护弱，有25毫米装甲，仅可防护弹片杀伤。4座双联装炮平均配置在上层建筑两侧，从而给炮手较好的装甲防护。炮弹重量45点3公斤，初速为857米/秒，最大射程22000米，单管炮仰角为35度，双联装炮仰角为40度。初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分。初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分

高射炮：
7座65倍口径身长105毫米火炮，初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分，对近距离目标相当有效，但不能提供远程防护。
8座83倍口径身长双联装37毫米机关炮。炮弹重0.745公斤，初速1000米/秒，最大射程6750米，射速30－40发/分，用于近程防护。
至于两舰（沙恩霍斯特号和格奈森瑙号）上的20毫米机关炮的数量，在战争期间均在不断增加。沙恩霍斯特号上装有38门20毫米机关炮，而格奈森瑙号上则装有16门机关炮，火炮呈单管或四联装配置。

鱼雷武器：
1941年3月当沙恩霍斯特号和格奈森瑙号从大西洋返回基地时，指挥这次作战的吕特晏斯海军上将在他的报告中建议给这两艘舰装上鱼雷武器。后来，沙级舰在法国布勒期特期间，均装上了2座三联装533毫米鱼雷发射管