Su-9は20数年にわたり絶え間ない改修が施されたうえ、機体のほとんどは退役後解体されて現存しない。またその改修も一括して行われたものでなく、その規格に関しても他のソ連機同様機体による個体差が大きいため全体像を摑むのは今以て難しい。だが、Su-9はソ連の迎撃戦闘機のスタイルを確立した重要な機体として位置づけられることは確かである。それまでの主力迎撃戦闘機MiG-19は、現在でも「最高の格闘戦闘機」といわれるほどの運動性を誇る軽快な小型戦闘機であった。それに対し、Su-9は大型の機体に多くの電子機器やデータリングシステムを搭載するハイテク機として完成された。Su-9はMiG-19のように格闘戦を前提としたレシプロ時代以来の戦闘機の概念を捨て、純粋にミサイルの発射ベースとして設計されたと言える。格闘戦闘にこだわる旧来の伝統を捨てるこの方針の出た背景には、当時の「ミサイル万能論」があったと考えられる。Su-9については防空システム関連の情報の機密性の高さから一般には明らかにされておらずその特性についても詳らかでないものの、安定した飛行特性をもつ爆撃用ベースであったという姉妹機Su-7への評価から類推すれば、Su-9も機動性を犠牲にした代わりにミサイルの発射ベースとして安定した飛行特性を得た機体であったと考えられる。空中機動性の高い航空機は格闘戦能力は向上するものの射撃ベースとしての安定性は低下しがちである。Su-9はMiG-19のような空中格闘戦を行うには不向きな機体となったが、かわりに安定したブレのない飛行によりミサイルの運用を容易ならしめるべく設計された機体であった。そして、迎撃戦闘機をミサイルの発射ベースとして捉えるこの方針は、ソ連最後の純粋な迎撃戦闘機であるMiG-31に到るまで変更されることはなかった。その一方で、前線戦闘機としてのMiG-19の後継機であるMiG-21は、MiG-19の高い運動性を引き継いだ機体となっている。さらに後継機であったMiG-23は運動性では前任に及ばなかったが逐次改良が続けられ、MiG-29に至って再び高い運動性を得ている。Su-9は技術的に未完成な部分も多かったが、前線戦闘機・迎撃戦闘機という2つのソ連戦闘機カテゴリーのうち一方のスタイルを決定付けた機体として、たいへん重要な機体であるといえる。
1次車は三菱電機、2次車は日立製作所のGTOサイリスタ素子によるVVVFインバータ制御 (T-INV6) を、3次車は三菱のIPM-IGBT素子によるVVVFインバータ制御 (T-INV6A 2500V/500A) をそれぞれ採用した。素子の冷却方式は1次・2次車では冷媒（パーフロロカーボンクーラント）を使用するが、3次車では列車走行風を利用した自然通風ドライパネル冷却方式を採用している。1・2次車は1台の制御装置で180kW/h出力の主電動機4台を制御する1C4M制御方式、一方3次車は1台の制御装置で2個の主電動機を制御する1C2M方式2台搭載（1C2M2群制御）である。なお、3次車は2003年（平成15年）より順次純電気ブレーキ対応に変更されている。台車は浅草線用の5300形と同じコイルばねを併用した筒形積層ゴムプッシュ式の空気ばね台車である（近畿車輛製・動力台車：KD-308形、交通局形式：T-6A／付随台車：KD-308A形、交通局形式T-6B形）。基礎ブレーキは電動車が片押し式踏面ブレーキ、付随車は踏面ブレーキ併用ディスクブレーキとしている。この踏面ブレーキには交通局初のユニットブレーキが採用されている。補助電源装置はIGBT素子を使用した静止形インバータ (SIV) であり、出力は三相交流440Vとし、補助用回路には変圧器で単相交流200V、整流器で直流100Vを出力する。1次車は東芝製、2次車は東洋電機製造製の170kVA出力品を、3次車は三菱電機製の150kVA出力品を搭載する。電動空気圧縮機は5300形と同じく横型低騒音タイプのレシプロ式C-2000LB形で、電動機には三相誘導電動機を採用している。ブレーキ装置は電気指令式空気ブレーキを採用しており、本形式ではATO運転時のブレーキの応答性を高めるため、台車中継弁を設置している。常用ブレーキは手動運転時には7段だが、ATO運転時には31段ステップに分割して乗り心地の向上を図っている。当初の1・2次車での保安装置はT形ATSを、列車無線装置には誘導無線 (IR) を搭載しており、乗り入れ開始時期に使用を想定していたATC装置、ATO装置と空間波無線(SR)は準備工事としていた。その後、1999年（平成11年）3月から10月にかけて、3次車に合わせてATC装置・ATO装置や空間波無線 (SR) などのワンマン運転対応の本設工事が施行された。3次車は落成当初より保安装置にATC・ATO装置を、空間波無線(SR)などのワンマン運転対応機器を搭載している。このうち、6329編成までの編成ではATC切り換え時まで使用するT形ATS、誘導無線装置は廃車となる6000形から再利用していた。ATC切り換え後に竣工する6330編成以降はT形ATS、誘導無線装置は省略して落成した。外観では先頭車屋根上と連結器下部にあった誘導無線アンテナがないことが目立つ。1・2次車では両先頭車に一体箱構成のATC/ATO装置を搭載する。3次車では同装置を片置き式として1号車に集約しており、6号車にはATC/ATO制御伝送装置を搭載して両先頭車間を制御伝送することで艤装配線の削減とコストダウンを図った。両先頭車にはホームゲートとの連動機能などを行う戸閉制御装置を搭載している。ATO送受信器は1号車に搭載、さらに列車無線装置 (SR) 本体ならびに2台のSRアンテナは6号車に集約して設置をしている。