宋级战列舰的主炮，射速为3发每分，这也是同期各国战列舰主炮的最高射击速度水平，对于炮术指挥官和士兵们的要求极高，也就是身经百战的中华帝国海军官兵们能够胜任，其他国家普遍达不到这个水平，包括英国海军在内。主炮塔采用前后对称，舰桥前两座，呈背负式布局，舰艉一座。

为了发挥大口径主炮的天生优势，其主炮最大仰角达到55度，射程将大大提供，理论上将达到25公里，成为射程最远的主炮。该火炮技术得益于北洋兵器重工火炮专家罗森博格的大力技术支援，他将巴黎大炮的核心技术思想传授给了海军舰炮工程师们，使得17英寸超极大炮得以突破理论上的限制。

另外，罗森博格也希望从17英寸巨炮上面获得关于他的超级大炮的技术参数，因为他的超级大炮研发中也同样遇到了瓶颈问题，亟待解决。

他为元级战列舰的主炮设计了一种专门的穿甲弹。该穿甲弹采用“低初速重型弹”在远程交战距离拥有非常强大的威力和精确度，发挥该级战列舰的远程打击能力。但有得必有失，这种穿甲弹中近距离中存速性能相应降低，没法发挥17英寸巨炮的威力，只有16英寸主炮的侵切破坏力。

元级战列舰的装甲防护沿用全面防护的设计模式，海军要求建造不沉的战列舰，因此该级舰拥有同期所有战列舰中的最大防护尺度，其主装甲侧壁覆盖了85%的水线长度和66%的舷侧高度，同时装甲总重量达到同期战列舰中的最大比重，占标准排水量的

此外该舰在实现大防护尺度的同时，依赖大防护尺度提供的空间补偿，将主水平装甲安排在第三层甲板，让其与主舷侧装甲同时重叠在弹道上，使舰体要害部位的防护也得到了很大强化，超越同期建造的其它战列舰。

元级战列舰的tds（鱼雷防御系统）设计为抵御250千克tnt的水下爆破，实际上中华特种钢的防御能力被证明是超强的，可以抵御400千克黑索金烈性炸药。

该级舰首次使用全面焊接方式，因为铆接已经不能够保证元级战列舰的抗沉性能了，只有最坚固的焊接舰体加上优质的中华特种钢装甲保护，才能够令元级战列舰成为无敌的战列舰。这些条件可使元级战列舰既能够担任舰队主力决战的角色，击毁任何一艘敌国的主力战舰，又可以进入大洋广阔的水域，其主炮的威力亦可轻易地摧毁遇到的敌方护航运输队。

动力方面，元级战列舰采用16台高压锅炉，3台帕森斯齿轮冲动反冲动蒸汽轮机机组，设计最大功率138000马力，实际稳定最大功率150170马力，实际极速最大功率达到163026马力，可以驱动元级战列舰以30节航速长时间高速航行。

当然，元级战列舰的载油量也创下了新高，达到8000吨，续航力为8500海里/19节，10000海里/15节。