舰电系统
提康德罗加级四面SPY-1A相控阵天线分为两组，朝正前方以及正右方的天线安装在舰首楼结构上，而朝正后方的以及正左方的天线则安装在尾部机库结构上方，而这两组阵列天线各有一个并联式雷达发射机提供射频能量。由于当时计算机科技的限制，SPY-1A雷达后端无法处理雷达带来的庞大信息量，所以系统只在85公里以内的半球实施密集搜索，平时对于300km以外的目标只偶尔分配一些波束 （每分钟只扫描数次），无法满足持续性的长程对空监视要求。因此，提康德罗加级又加装一具传统的AN/SPS-49二维长程对空搜索雷达，对450km的远程空域实施持续性的搜索；一旦发现可疑目标，再以SPY-1A对该区域实施密集追踪；SPY-1A相控阵雷达的功率消耗远大于传统雷达，如果不停地持续开机使用，将会使提康德罗加级的续航行程减少2000海里。 提康德罗加级舰虽然大量采用自动化现代设备使得人力精简，但由于舰体小、装备多，生活空间仍然拥挤。提康德罗加级的四具LM-2500燃气涡轮与斯普鲁恩斯级完全一样，虽然调整了极限输出功率的设定，但本级舰的30节最大航速仍比斯普鲁恩斯级低了1~2节，不过仍然合乎标准。
舰载武装
前五艘提康德罗加级（CG-47~51）都在舰首与舰尾各配备一具MK-26 Mod5双臂导弹发射器，每具可装填44枚导弹，除了主要的标准SM-2之外，也能填入阿斯洛克反潜导弹；此外，舰尾左侧设有两组四联装鱼叉反舰导弹发射器，舰尾楼两侧内部各有一组MK-32三联装324mm鱼雷发射器。 原本提康德罗加级与斯普鲁恩斯级一样，打算在舰首安装一门1970年代开发的MK-71八英寸55倍径舰炮，不过此炮在1978年遭到取消，所以还是继续使用两门MK-45 五英寸54倍径舰炮（首尾各一）。
自碉堡山号（USS Bunker Hill CG-52）以后的提康德罗加级舰都将MK-26双臂发射器换成MK-41垂直发射系统（VLS）（八联装发射器十六组，舰身前、后部各装八组，总载弹量122枚，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海上再装填用起重机），使得面对饱和空中攻击的能力大增，更能发挥宙斯盾系统一次处理大量目标的实力 。
本级舰从文森尼斯号（USS Vincenens CG-49）开始，直升机甲板加装RAST辅降系统，以LAMPS-3 SH-60B反潜直升机取代前两艘使用的LAMPS-1 SH-2F。福吉谷号（CG-50）被美国海军选为光纤缆线的安装实验舰，总共装置一套拥有6000英尺长度光纤的光纤格舱缆线服务系统（ICCS），用于主机/发电机组的远端监控，初步确认了光纤数据网络运用在舰艇上的可行性 ；而莫比尔湾号（CG-53）则是第二艘安装ICCS的实验舰，并将其应用范围扩充到损管监控方面。 同样从莫比尔湾号开始，所有提康德罗加级都将搭载艇从原本长7.92m的小艇改成长7.32m的硬壳膨胀小艇。
作战系统
陆续完工的二十七艘提康德罗加级舰，其宙斯盾系统都阶段性地进行了版本提升。CG-47~51使用的宙斯盾系统版本为最早的第一基线（Baseline1），但CG-49~51使用的则有若干改良，包括扩大战情中心的显示屏、电子作战程序自动化、通信系统与国家指挥网络连结、加强作战操作准则及可靠性、加装战术情报系统等 ，并加装SQQ-28直升机数据链/声纳信号处理系统以配合SH-60B反潜直升机（CG-47、48仍配备SH-2F LAMPS I反潜直升机系统）。CG-52~58的宙斯盾系统为第二基线（Baseline2），其改良包括 加装战斧巡航导弹的SWG-2战斧武器火控系统（TWCS）、改良的SQQ-89反潜战斗系统与Link-11数据链等，并开始以MK-41 VLS取代MK-26，从CG-54并开始装设SQR-19拖曳阵列声纳 ，从CG-56以后则将原本的SQS-53B舰首声纳换装为SQS-53B，反潜作战系统升级为SQQ-89（V）3。
CG-59～64的宙斯盾系统为第三基线（Baseline 3），新增改良包括换装新的SPY-1B相控阵雷达与自动锁定系统，将舰上雷达串联运作，并将部分显示器换成UYQ-21。CG-65~73的宙斯盾系统则为基线四（Baseline 4），将原先UYK-7计算机换装为UYK-43/44， 运算速度提升四至六倍，并全面换用UYQ-21显示器。此外，CG-56~67换装新的SQS-53B舰首声纳 ，CG-65的反潜作战系统仍为SQQ-89（V）3，整合有SQS-53B（V）2舰首声纳、SQR-19B（V）3拖曳声纳与MK-116 Mod7反潜火控系统； [13] CG-66、67的反潜火控系统为SQQ-89（V）7，而自CG-68起则使用更新型的SQS-53C舰首声纳，反潜火控系统为SQQ-89（V）6。
改进升级
舰体减重
第三艘提康德罗加级舰（CG-49）的设计经过了若干修改，包括变更部分舰体隔舱、扩大消防系统的管道、变更直升机支援设施以操作SH-60B LAMPS III反潜直升机、增加小口径武器弹药携带量等，是第一艘配备SH-60B的提康德罗加级舰，配合SH-60B的变更也导致CG-49重量增加20吨。为了改善前两艘本级舰越来越严重的上层结构过重问题，CG-49也引进若干减重设计，首先取消前两舰的压舱物，其次以更轻更小且更安静的螺杆式低压空气压缩机取代前两舰使用的往复压缩机，修改部分住舱与冷藏库的配置，并应用若干先前已经提出、却来不及用在前两舰的使用措施，例如蜂巢构型的主机混合排气管与发电机排气管（可减轻10.6吨）。
英格尔斯厂提出更进一步的减重方案，首先更换舰体材料，将原本以HTS高张力钢板（屈服强度约50ksi，相当于345MPa）建造的01甲板改由强度更高 （屈服强度约80ksi，约549MPa）的HY-80高张力钢板（向来给潜艇使用）；而原本就以HY-80建造的侧舷、舷缘列板 （01甲板下方，水线附近以上）也降低了厚度，而这块船板下方、原本以HTS钢材制造的侧面船板部位也换成HY-80并降低厚度，第一甲板侧舷的HTS钢板厚度也予以减少，原本由HTS制造的舰首挡浪板则改为铝材 ，至于骨架部分仍维持原有的HTS钢材。
除了变更材料之外，英格尔斯也变更若干设计与布置：
首先，前后主桅杆由原本的四角式改为三角式，可减轻8.9吨的重量。
变更宙斯盾系统的冷却系统布置，指挥决策系统（C&D）的系统冷却模块从01甲板第二冷却机室移到原本01甲板储藏室的位置，宙斯盾系统第三冷却机室移到03甲板，前方SPY-1A雷达冷却系统室由03甲板向下移到第二甲板的第一辅机室，后方SPY-1A雷达冷却系统也从原本03甲板下方移到第二甲板的原航空设备储藏室，以上措施能将舰体重心降低0.08英尺。
原本位于04甲板、用来储存密集阵20mm弹药的甲板室遭到取消，弹药改储存到03甲板三角桅底部的新舱室（即宙斯盾系统第三冷却机的新机室前方），密集阵系统支援设备则移到直升机库前方原宙斯盾系统第三冷却机室所在处 。以上变更系统布置与舱室的措施，能使重心降低0.09英尺（68.575px）。
扩大新型船舶用电缆（AMC）的使用量，取代原本的MIL-C-915电缆；CG-49的AMC总长度由CG-48的5.5万英尺 （16764m）增加到8.5万英尺（25908m），占全部电缆的80%。相较于MIL-C-915，AMC不仅重量较轻，燃烧时的发烟量也较低，不会产生毒性。
机库通风管道改用更轻的材料与构造，可减轻4.1吨的重量。
加装VLS
鉴于1975年开始研发的MK-41垂直发射系统（VLS） 逐渐发展成熟，美国海军遂在1980年初决定，从1982预算年度以后签约建造的提康德罗加级，都改用这种革命性的导弹发射系统；同时，也趁着这个机会进行较大规模的舰体设计变更，解决一直困扰前几艘本级舰的排水量余裕不足和重心过高的问题。如同前述， 头两艘经过设计变更的CG-52、53交由英格尔斯造船厂建造。
由于当时MK-41的相关设计参数（尤其是重量，因为牵涉到弹种的分配）仍未确定，因此美国海军对于CG-52的排水量/重心要求仍然较为保守。在美国海军发给英格尔斯厂的CG-52初步要求中，排水量为9200吨，重心高度23.07英尺，与1979年5月CG-47通过第一次重心计算审查时的数据类似，这比1980年10月美国海军批准CG-49设计时的要求宽松许多。考量到当时MK-41规划有容纳标准SM-2防空导弹发射箱的标准模块（深4.72m）以及可容纳战斧巡航导弹的长模块（深6.25m），美国海军最初指示CG-52在设计时，舰上122管MK-41 VLS全部都以搭载最重的战斧巡航导弹的重量来计算，作为设计上负载极限的标准；
在1981年4月英格尔斯以此一标准计算出排水量与重心之后，美国海军考虑到新开发的战斧导弹与宙斯盾系统的整合工作仍在进行，设计上有许多不确定因素，因此又将CG-52的VLS指标改成96枚较轻的SM-2与26枚战斧，舰体负荷遂减轻80吨，因此留下了更大的设计余裕。在1981年9月，英格尔斯提出了CG-52设计的最终报告书，满载排水量达9425吨，重心高度23.27英尺（7.093m ）。在1982年1月15日，美国海军与英格尔斯厂签署了CG-52、53的建造合约。
后续建造的提康德罗加级都采用CG-52的基本设计，总共22艘，通称为“VLS搭载型”。除了前四艘（CG-47~50）指名由英格尔斯厂承包之外，从1982预算年度开始订购的23艘提康德罗加级（CG-51~73）都由英格尔斯与BIW厂角逐，其中英格尔斯分得17艘，BIW成造了8艘。两厂竞争使得舰体的建造费用持续降低（不含属于政府供应品项的舰上装备），例如在1985至1986预算年度的单舰舰体造价比前几艘降低将近50%。
加装近防
2000年10月美国海军柯尔号（USS Cole DDG-67）在也门遭恐怖攻击事件后，因应海外值勤任务中，可能面临近岸水面交火、敌方小型快艇威胁与临检勤务等需要，提康德罗加级在甲板上安装2至4挺人力操作的12.7mm机枪，并陆续加装两座由人操的MK-38 Mod1 25mm机炮。MK-38由美国海军水面作战中心开发，1986年起就进入美国海军服役，炮身为波音/ATK的M-242蝮蛇（Bushmaster）25mm链炮；海军版M242使用的弹药为MK210高爆燃烧曳光弹（HEI-T），射速有五段，从单发到每分钟180发，有效射程2000码（1830m），采用双向给弹（弹舱容量200发），炮身垂直俯仰范围-20~+40度。
