主砲は、こんごう型のオート・メラーラ製54口径127mm単装速射砲（127mmコンパット砲）にかえて、シールドのステルス化を図ったアメリカ海軍制式の最新型である62口径127mm単装砲（Mk.45 mod.4 5インチ砲）が搭載される。砲システムの形式名としてはMk.34 mod.9とされている。Mk.45シリーズはアーレイバーク級でも搭載されているもので、当初より対空性能には重きが置かれていなかったことから、127mmコンパット砲に比べて発射速度や旋回・俯仰速度ともに低下している。しかしイージスシステムとの適合性がよく、こんごう型では砲射撃指揮装置としてFCS-2を搭載したのに対し、本型ではその機能はイージスシステムに統合されている。また光学方位盤としてMk.46 OSS (光学照準システム)も装備されているが、これはAWSのアップデートにあわせてMk.20 EOSSに換装される予定となっている。なお本型搭載のMk.45 mod.4は、従来のMk.45シリーズよりも砲身を8口径分延長している。通常砲弾は従来の54口径砲と同規格であり、この場合は砲口初速や射程・射高も従来通りとなるが、ロケット補助推進（RAP）とGPS誘導を導入したLRLAP弾が開発されており、こちらを使用すると最大91キロメートルという長射程を発揮できるとされている。近接防空火器（CIWS）としては、高性能20mm機関砲を搭載する。本型では、FLIRを用いた光学照準による対水上射撃を可能にするなどの改良を加えたブロック1Bが搭載されている。
対水上捜索用のレーダーとしては、こんごう型と同系列のOPS-28Eを搭載する。これは遠距離での精密捜索能力に優れており、水上の目標のみならず、低空を飛行する巡航ミサイル（シースキマー）などの探知にも使用される。ベースライン9への改修に伴い、OPS-28EはAN/SPQ-9Bに装備換装されることになっており、2017年4月にはJMU舞鶴事業所に入渠中の「あたご」のOPS-28EがAN/SPQ-9Bに装備転換されていることが確認された。なお、同レーダーが潜望鏡探知/識別能力を持つ最新型であるかどうかは不明である。対水上打撃力として、こんごう型ではアメリカ製のハープーン 艦対艦ミサイルの4連装発射筒が搭載されていたが、本型では、第2世代汎用護衛艦と同じく、国産の90式艦対艦誘導弾（SSM-1B）に変更されている。攻撃管制用の艦上装置としては、艦対艦ミサイル艦上装置2型（SSMS-2B-1）が搭載されている。
こんごう型においては、AN/SQQ-89をモデルとして、OYQ-102対潜情報処理装置を中核とした国産の対潜戦システムが搭載されていた。一方AN/SQQ-89は、(V)15において、AWSベースライン7と同様にCOTS化された分散システムに移行した。これは米海軍のアーレイ・バーク級フライトIIAで装備化されており、本型でも、AN/SQQ-89(V)15Jを導入した。これに伴い、艦装備のソナーも、アメリカ製のAN/SQS-53Cに変更されており、こんごう型のOQS-102よりもバウ・ドームが小さくなった。なお、こんごう型では曳航ソナーが搭載されていたのに対し、「あたご」では省かれた。ただし装備スペースは残されており、「あしがら」ではこんごう型と同じOQR-2が搭載された。「あたご」も後日OQR-2を搭載し、2017年に行われた改装でOQR-2をAN/SQR-20 MFTAに換装している。対潜兵器はこんごう型と同構成であり、Mk.41 VLSから発射される垂直発射式アスロック（VLA）とともに、後部上構付近の両舷には、Mk.46 mod.5短魚雷用の68式3連装短魚雷発射管（水上発射管HOS-302）を装備している。
こんごう型と違い、竣工当初からミサイル防衛での使用を考慮して建造されているが、竣工当初は弾道ミサイルの捜索・追尾のみ可能とされ、弾道弾迎撃ミサイルの発射能力は有しなかった。その後23中期防で、AWSのバージョンアップとともにイージスBMD5.0CUシステムを導入して、弾道弾迎撃ミサイル発射能力を付与することが決定した。平成24年度予算から複数年度に亘ってBMD艦化改修費が予算化されており、あたごは2016年7月から、あしがらは2017年7月から改修工事に入っている。
機関部については、区画配置や主機関の機種・出力も含めて、こんごう型が踏襲されている。主機関はゼネラル・エレクトリック LM2500ガスタービンエンジン（石川島播磨重工業によるライセンス生産機）、COGAG方式で主機関4基により推進器（5翼のスキュー付き可変ピッチ・プロペラ）2軸を駆動する方式である。機関区画は抗堪性に配慮してシフト配置とされており、前方の第1機械室が左舷軸、補機室（第2発電機室）を挟んで後方の第2機械室が右舷軸を駆動する方式とされた。またこれら機械室の前後にそれぞれ第1・3発電機室が配されており、この5つの区画で機関区画を構成している。主発電機は、搭載数は3基とこんごう型と同数であるが、1基あたりの出力は、こんごう型では2,500キロワットであったのに対し、本型では2,800キロワットに強化されている。原動機はいずれもガスタービンである。
湯殿山は古来より山岳信仰の対象とされており、同山の薬師岳の北の中腹の川沿いにある湯殿山神社は五穀豊穣や家内安全の御神徳があるとされている。この神社は、社殿も拝殿もないという点が大きな特徴である。中世を通じて崇敬を集め、伊達政宗の母（義姫）は子宝を祈願し成就したことから深く帰依したという。天正7年（1579年）病を患った最上義光も治癒祈願した。湯殿山神社とその周辺の詳細については、「語るなかれ、聞くなかれ」とされており、松尾芭蕉も『おくのほそ道』における湯殿山の部分については、「総じてこの山中の微細、行者の法式として他言することを禁ず。よって筆をとどめてしるさず」と記し、「語られぬ湯殿にぬらす袂かな 」と句を詠むのみにとどめている。　現在は、上述の御神体の近くまで道路が通じているほか、湯殿山から月山や羽黒山へ向かう登山路も開拓されてきている。バスでは、湯殿山神社の直近、徒歩で5分程度の距離の場所まで行くことができる。湯殿山神社の本宮から月山への登山路は、出羽三山参拝の最難所とされており、特に中腹には、「水月光」「石月光」などの岩場が1.5kmほど続き、その間、鉄の梯子や鎖を利用して登らざるをえなくなる。なお、湯殿山神社から湯殿山の山頂までの登山道がないため、冬季は、月山道路（月山花笠ライン）の月山第一トンネルの入口や県立自然博物園の裏から、スキーによる登山を行う方が快適とする主張もある。