装甲总重为1761吨，铁甲堡水线上装甲厚14英寸，水线下装甲厚12英寸，305炮座装甲厚304mm，炮盾厚15mm，露炮台穹盖炮罩前后主炮后紧接的是配置锅炉以及2个竖起的烟筒，为使军舰机动攻击火力射界范围扩大，
主桅杆位于铁甲舰中间位置将两套双联主炮隔开避免炮口风相互影响，2座双联装主炮台内的4门主炮可以同时转向舰艏艉方向260度火力射界范围内发射火力，安装炮罩是因为当时的军舰上开始出现射速相当快的机关炮，装在桅盘里的机关炮居高临下对顶部完全敞开的露炮台里作业的水兵是个极大的威胁，汉国技术人员提出在露炮台里的大炮上架一个类似船面旋台那样的炮罩并通过几根支架连在火炮的底座上随火炮一起转动可对里面的人员起到一定的保护作用，而为了避免炮罩的份量全部压在炮架上，在露炮台厚厚的装甲围壁顶部铺设轨道将底部装有轮子的炮罩架在装甲围壁上形成转动的穹盖式炮罩。
1885式305mm35倍径主炮可用的弹药包括开花弹、实心弹，均为弹药分装式，开花弹重292千克，弹头内装药10千克，最大的发射药包重72千克；实心弹重325千克，弹头内微量装药，最大的发射药包同为72千克，火炮初速580米每秒，有效射程11100米;副炮是在舰艏与舰艉各2座共4门单装克虏伯1880式210mm35倍径舰炮，艏艉各2门位于4座单装炮盘上且后部敞开，炮座为露炮台式，长7330mm，炮重12.5吨，火炮初速579米每秒，厚度为2英寸炮罩保护炮手，炮架采用了原始的复进机，射速达到1分钟1发，有效射程8300米，共备弹150发；
军舰两舷各装备有8门单装8座德国克虏伯1880式150mm35倍径后膛钢箍套舰炮，露炮台式炮座位于舰体中部两侧的耳台内，采用早期的复进机炮架，长5220mm，来复线长4800mm，炮管重9930千克，初速530米每秒，有效射程11000米，射速1分钟1发，炮手有1英寸的后部敞开炮罩防护，左右射界非常大，能对军舰正前方、侧面和后方进行足够的火力支援，共备弹300发；
还装备了8门75mm克虏伯炮，使用的炮弹共有“单层开花子”、“层叠开花子”、“子母弹”、“群子弹”；8门法国37mm五管哈奇开斯速射炮，炮身长740mm，重209千克，射速每分60发，每门备弹24发，射程2778米，弹药也分开花弹与实心弹，均重1.1千克，在274米距离上可以击穿24mm厚钢板，前后桅杆的上桅盘内各安装2门，其余4门安装在舰体两侧，炮手有5mm的炮盾防护；
朝阳级的舰体设计沿用了德国萨克森级并适当加长加宽，而萨克森级本没有鱼雷兵器的设计，汉国海军对新锐的鱼雷兵器极为青睐，于是汉、德两国技术人员在朝阳级上增设了3具14英寸鱼雷发射管磷铜黑头鱼雷，其中2具鱼雷发射管分别布置在军舰前部左右舷位于铁甲堡之前，另1具布置在军舰艉部中线上，发射口位于军舰舰艉下方，这一改进相当成功以至于在朝阳级建成后不久德国也在4艘萨克森级上做了与朝阳级一样的改造。
“朝阳”“黎明”2艘军舰各自还搭载有2艘舰载鱼雷艇，分名“朝一、朝二、黎一、黎二”，为吊放搭配的2艘鱼雷艇，在后桅上设有一根专用吊杆，4艘小型鱼雷艇虽然威力较大但因为载煤少、航程短无法长距离航行到远海作战，只能搭附在舰上抵达作战区域后再吊放至水中自行航行作战以企出奇制胜。朝阳级舰艏水下各有锋利如刀的撞角，外形与萨克森级和定远级采用的完全相同；改进后的朝阳级拥有各型火炮32门，对比原型铁甲舰其武器性能和数量更具备优势，对敌舰的攻击力和杀伤力更强。朝阳级的防护设计采用的是与萨克森级和定远级相同的铁甲堡式，铁甲堡长度达43.5米，自上层建筑到舷侧水线及水线以下，以305～355mm厚的钢面铁甲将军舰除首尾部分外的船体紧密包裹，拥有坚固的防御力，
整个军舰中部要害部位如弹药库、动力部门等均处于铁甲堡防护中，防护铁甲厚薄度、船体内部布置与定远舰基本相同，水线下的装甲全部采用定远舰的钢面铁甲，而不是像镇远舰建造时遇原材料涨价限于经费北洋被迫将水线下的钢面铁甲换成防御效果略逊的熟铁装甲，因此朝阳级两艘舰的优秀防护性能是一样的；舰长会客室的墙壁上钉着一块椭圆形的铜牌，传统汉式绳纹围绕着汉字舰名“朝阳”/“黎明”，
普通水兵们的生活空间相对军官要狭小，休息场所基本在吊床上，吃饭、睡觉、工作都在同一地点；为给舱内通风，主甲板上各有4个大型通风筒和4个小型通风筒均匀分布在军舰中部两舷，通风筒上的风斗可以根据需要而转向，其中的4个大通风筒内部都装有特殊装置将锅炉舱内的煤渣提升到甲板上然后通过分装在左右舷的2个杂物筒倾倒处理。为满足海上航行时的生活需要，朝阳级军舰舱内设有20座淡水炉，海水淡化机每日制造出的淡水能供应全舰400余人使用，再加上新鲜蔬果如豆芽苹果和冷冻肉类有力的保障了全舰官兵生活，而对于海军来说良好且保障得力的生活条件无疑是克敌制胜的关键之一。
汉国历经五年努力才最终建成的朝阳级铁甲舰集中了强大的火力、速度和防护，建成时引起世界各国瞩目，尽管和所有处于探索期的军舰一样在设计和建造上不完善，但经过分析比较同期世界各国主力舰的优缺点，就当时的战术技术水平而言，这是一级相当先进的战舰。
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