舰体设计
由于054A和前型054在大体设计上是一致的（见054型护卫舰）但054A增加了不少新装备，所以满载排水量比054增加一些，达4200吨左右。舰体更改方面，054的侧面折角线系从舰首开始直到舰尾，因此从舰首、上层结构到直升机甲板上部都是内收，而第一批四艘054A的折角线则于以提高，因此整个船舷从舰首到舰尾都是外飘，直到舰桥部位才开始向内收缩，如此可能会部分地增加雷达截面积以及增加上部重量，但也加大了舰首与舰尾的可用甲板面积（故其最大舷宽略有增加），尤其是直升机甲板面积因而增宽，对于直升机起降较为有利。从第五艘054A运城号（571）开始，舰首挡浪板部位改为折线向内收缩，似乎是为了降低雷达截面积与加强适航性，不过整体折线位置仍与前四艘054A相同。
垂发设计
在防空方面，054A最大的改良，就是以新的垂直发射防空导弹系统取代原本054使用的海红旗-7。054A的垂直发射防空导弹是中国在2000年代开发的红旗-16中程防空导弹（HQ-16），中国正式编号为H/AJK16。为了配合垂直发射器的安装，054A将054型原本舰桥前方一块高起的平台（即安装HHQ-7发射器的位置）取消，以扩大B炮位的甲板面积。054A的垂直发射系统一改以往俄系的“转轮式”与“冷发射”特征，而使用与西方惯用的“每管一发”方格状设计以及“热发射”，而每个垂直发射系统模组八管（2X4） 的设计也与美国MK-41垂直发射系统、法国席尔瓦等西方主要垂直发射系统相同。
054A舰首装有四组八联装垂直发射系统单元，每个垂直发射系统单元的配置方向系长边（4管）为纵、短边（2管）为横，的垂直发射系统配置为纵向4管，横向8管。红旗-16防空导弹具备很强的多目标攻击能力，一个火力发射单元可以同时跟踪8个目标，并对其中4个进行攻击。而它可以攻击的目标种类众多，从高空飞行的飞机到低空飞行的巡航导弹，甚至是飞机投掷的精确制导武器，红旗-16防空导弹都能够有效对抗。在很大程度上，红旗-16防空导弹还能够对抗敌方空中力量发动的“野鼬鼠战机”防空压制攻击。
主炮设计
主炮方面，054A并未继续沿用052B/C以及054的中国自制的H/PJ-87式单管100mm舰炮，而改采用一门中国国产的PJ26型单管76MM隐身舰炮，此炮是俄罗斯AK-176M型76mm舰炮的中国版。中国海军为了寻求一种新型中口径舰炮，以取代原有的旧式双联装57mm舰炮，早在1994年就决定自俄罗斯引进AK-176M以及所属RFCS LASKA火控系统的技术（同时连带采购少量原装AK-176M舰炮，用于中国部分现役小型舰艇的换装，例如“红箭”级导弹快艇的五号舰） ；在2003年由郑州机电工程研究所（即郑州713研究所）完成国产化作业，成为中国海军新一代的制式中口径舰炮。
船电设计
054A的主桅杆顶端加装了一具中国国产化的顶板3D对空搜索雷达，取代原本054型安装于此位置的360型雷达，中国将此种国产化版本命名为海鹰S/C型（Sea Eagle S/C）雷达。顶板雷达已用于许多中国其他新一代舰艇如052B、051C、现代级导弹驱逐舰等等，堪称中国新一代舰队的准制式对空搜索雷达。相较于俄罗斯原版顶板，海鹰S/C似乎采用改进过的天线技术，外型比较简洁，省略了原装顶板顶端的一具小型条状天线，天线的机械结构也有所变更。054A的舰桥顶部装有一套中国国产化的俄罗斯MINERAL-ME火控雷达系统，取代了原本054所使用的344型火控雷达。能为舰上的鹰击-83反舰导弹提供目标标定以及中途资料更新。
054A后方桅杆顶部仍维持有球型外罩的364型X波段短程对海/对空搜索追踪雷达，主桅杆前方的平台装置一座用来导引76mm舰炮的LR-66舰炮火控雷达，LR-66下方的甲板还装有一具GDG-775光电火控仪，整合了一具红外线热影像仪、一具CCD摄影机与一具激光测距仪，同样可用于导控76mm舰炮。直升机库上方装有一座仿自SNIT 240的卫星通讯天线，取代了054的两座战术卫星通讯天线。声纳方面，054A的配置与054相同，舰首装有307型主/被动声纳系统（位于舰首的球型护罩内），舰尾亦设一具206型拖曳阵列声纳，此外还有064型通信声纳以及723型本舰声纳环境监测设备。
其他设计
054A以本世纪初制式化的730型30mm近防武器系统取代原本的054的PJ-13（AK-630）30mm速射炮，两座730型分别安装于烟囱的两侧。
054A的电子战系统与054大致相同，但是两座干扰弹发射器改为726-4A构型，每个具有24个发射管（分为四层，比原726-4增加一层）。2012年5月中旬，日本公布一张054A护卫舰舟山号（529）操作无人直升机的监视照片，推测可能是奥地利西贝尔（Schiebel）公司的Comcopter S-100无人直升机。有消息称中国在2010年向西贝尔公司购买了18架Comcopter S-100。S-100是一种能在小型舰艇上部署操作的轻型无人直升机，机体采用轻量、高强度的碳纤复合材料制造，机腹下方的主承载区能搭载约50kg，通常装置一座日/夜间光电侦搜系统，携带25kg承载时能滞空约6小时，并能以100节（185km/hr）的速率巡航。
