伯克级首舰伯克号为Flight 1。伯克号的建造工作于1985预算年度执行，而第二、三号舰（DDG-52、53）的建造排在1987预算年度开始，有近两年时间做进一步设计修改。因此从二号舰巴里号（USS Barry DDG-52）起，进行了简单修改，称为Flight 1A，主要是修改直升机甲板布置，以改善为直升机重新挂载鱼雷、声呐浮标的作业效率，同时充实了直升机整补设备，以提高航空后勤支持作业能力。相较于伯克号，从巴里号起的Flight 1A，排水量稍有变化。
基本设计
伯克级与斯普鲁恩斯级一样采用大型化舰体，但长度低于后者。伯克级采用美国戴维·泰勒海军船舰研发中心在70年代开发的新船型，着重于提高耐海能力，拥有宽水线面，长度较短而宽度增加，长宽比减少，这种设计能减小纵摇力矩，改善耐波性并增加甲板面积，但是这种较为短粗的舰体在流体力学上不利于高速航行。因此，伯克级加速到30节所需功率比提康德罗加级增加25%，续航力也低于提康德罗加级、斯普鲁恩斯级。从后期Flight 1A开始，所有伯克级改用提高功率的LM-2500-30燃气轮机，总输出功率达到105000轴马力。
船电设计
伯克级DDG-51~67使用的为Baseline4，DDG-68~71采用的版本则为Baseline5.1/5.2。主要雷达系统方面，伯克级采用新一代SPY-1D相控阵雷达，拥有比前一代SPY-1A/B更先进的技术，成本、重量与体积都较前者减少。四面SPY-1D相控阵天线都安装在艏楼结构上，共用单一的雷达发射机。为了不影响后方SPY-1D的搜索范围，伯克级的两个纵列式烟囱、后部照射雷达与MK-15 CIWS都沿着纵贯舰身中央的轴线，以阶梯状依次安装。基于节省成本，伯克级的宙斯盾系统经过简化，例如UYK-43计算机总数由CG-47舰宙斯盾系统的7台减为5台，全舰只安装3部照射雷达。
武装设计
伯克级主武装为舰上的MK-41垂直发射系统，载弹量为90枚（八联装发射器十二组，舰身前部安装四组，后方八组，前、后各有一组八联装发射器中相邻三管的空间被用来安装一具再装填用起重机）。MK-41的海上再装填起重机只能装填标准SM-2导弹，对于更重的战斧导弹就无能为力。此外，同样为了降低造价，伯克Flight 1/1A/2的舰尾只有直升机甲板而无机库。伯克级Flight 1/1A/2具有经过改进的SQQ-89（V）4/6反潜作战系统，包含SQS-53C舰首声呐、SQR-19线列阵声呐以及SQQ-28直升机数据链，以及MK-116Mod7反潜火控系统等。
动力设计
伯克级仍然使用4台GE的LM2500燃气轮机作为主要动力系统，不过提高了功率使其宽粗的舰体仍拥有30节以上的最高航速。发电机方面，伯克级采用3台艾利森（Allison）501-K34燃气轮机发电机（SSGTG），持续功率2500kW；舰上电力供应系统为60Hz交流电，采用辐射式配线架构。最初美国海军打算在伯克级上安装一套使用Rankin循环的余热回收系统（RACER），由于首批DDG-51已经没有多余空间，所以美国海军稍后决定从第八艘伯克级起修改设计并加装RACER系统，但后来还是完全放弃此系统，仍采用COGAG全燃推进。
隐身设计
伯克级是第一艘采用隐身设计的美国军舰。伯克级的上层结构向内倾斜收缩以降低RCS，舰体一些的垂直表面涂有雷达吸收涂料，但是仍然有许多造型比较复杂的结构，甲板上的各种装备也没有加以隐藏或采取其它隐身措施。伯克级使用新型倾斜式铝合金桅杆取代格子桅，可降低船舰的雷达截面积。除了雷达隐身外，伯克级也在抑制红外线信号方面下了功夫，烟囱内设有喷射气冷装置，让高热废气先与外界冷空气混和降温再排出，烟囱顶部废气出口设有能屏壁烟囱内热气管道的装置，而舰上几个温度较高的部位也以隔热材料加以屏壁。噪音抑制方面，伯克级舰底设有气泡幕噪音抑制系统，能掩蔽舰体与推进系统产生的噪音。
损管设计
伯克级的设计中强调舰体承受攻击的能力，而不像以往的美国军舰单靠舰上武装来提供防卫能力。伯克级除了烟囱采用铝合金材料之外，舰体与船楼都以钢材建造，是二战后美国海军第一种采用钢制船楼的驱逐舰。本级舰重要部位使用凯芙勒装甲保护，防护能力相当于76mm钢板。为了增加防火能力，伯克级禁止使用木材、易燃窗帘或橡皮地毯等装潢设施，各建材广泛以防燃剂进行处理，电缆绝缘层采用天然和硅树脂橡胶并加上玻璃纤维编织的保护层，以增加耐火能力。伯克级全舰划分为四个独立的集体核生化防护区，各区都能独自进行气密加压，可防止外界受污染的空气侵入，舱室内并拥有完善的消防喷水设备。
