基洛级柴电常规潜艇是由俄罗斯的“红宝石”设计局设计。基洛级潜艇采用了苏联当时最先进的技术装备，在柴电机组、推进电机、水声设备以及武备系统等方面都足以和西方媲美。
基洛级柴电潜艇外型为低阻水滴型，艇体分为六个耐压舱，储备浮力为30%，任一舱破损都仍能保持不沉性。水下排水量超过三千吨，拥有大的武器载量，良好的居住性以及优良的远航能力。
动力装置包括了两台柴电机组，一台推进电机和一台经济巡航电机。柴电机组可在水面及通气管状态下工作。推进系统为单轴六叶低噪声桨，是俄罗斯常规潜艇家族中唯一一型采用这种驱动方式的。艇上蓄电池为两组二型铅酸电池组，每组120块可以提供水下最大航速约20节或最大续航距离超过400海里的电能。
武器装备为艏部六具533毫米鱼雷发射管，除管中六枚鱼雷外，可携带12枚鱼雷备用。为提高装填速度，还配备一台快速装雷设备。
鱼雷型号包括T3T-71M3线导鱼雷等，这种鱼雷在发射前由射控计算机装定目标参数，并在发射后由测控导线不断根据目标机动情况提供弹道修正。在执行布雷封锁任务时，不带鱼雷的情况下，可载24枚水雷。潜艇的眼睛是水声设备——声纳。
基洛级配备了MTK-400艇壳声纳，具有全方位被动工作方式和航向角130度扇面主动测距方式。为降低艇体对水声系统的干扰，设计时特别注意了艇艏线型的优化，艏部无开孔，艏水平舵后移，使艇首涡流噪声大大减小，并且将艇体噪声源后移，这些措施有效地提高了声纳的探测距离。
基洛级的最大特点是极其优异的安静性。基洛级巡航时的噪声水平已接近海洋的背景噪声。