DShK là khẩu đại liên có cơ chế làm mát nòng súng bằng không khí, hoạt động bằng cơ chế trích khí. Lúc đầu, đại liên DK sử dụng hộp tiếp đạn loại 30 viên trong việc nạp đạn. Chính việc này đã đưa đến một nhược điểm lớn của đại liên DK đó là: việc súng có thể duy trì được hỏa lực chế áp trong khi chiến đấu không được lâu bằng những khẩu đại liên sử dụng cơ chế nạp đạn bằng dây đạn (như khẩu đại liên Browning M2 của Mỹ chẳng hạn) do việc phải thường xuyên nạp lại đạn liên tục cho súng bởi vì: với hộp tiếp đạn 30 viên và tốc độ bắn lên tới 600 phát/phút thì hộp tiếp đạn này sẽ hết sạch chỉ sau vài giây khai hỏa. Cho đến khi Georgi Shpagin cải tiến cơ chế nạp đạn của súng bằng cách ông sử dụng dây đạn trong việc nạp đạn cho súng vào năm 1938 thì nhược điểm này mới được khắc phục. Đại liên DK sử dụng cơ chế nạp đạn bằng dây đạn của Shpagin đã được chấp nhận đưa vào sử dụng trong biên chế của Hồng Quân và từ đó, súng có một cái tên mới: DShK.[1] Súng chỉ có duy nhất một chế độ bắn đó là bắn tự động (trong khi M2 Browning của Mỹ có chế độ bắn bán tự động). Xạ thủ sử dụng một hệ thống trích khí gồm có ba thiết bị chính đó là: một khóa nòng và hai cái chốt ngang xoay quanh một trục khóa thẳng đứng và nó được gắn liền với lá chắn vỏ đạn. Vỏ nòng súng được xẻ rãnh để tăng cường khả năng làm mát cho nòng súng (riêng phiên bản Type 54 HMG - phiên bản DShK bị Norinco của Trung Quốc làm nhái thì lại không có những rãnh làm mát này vì Trung Quốc không có công nghệ tạo rãnh làm mát cho khẩu DShK như Liên Xô) và đầu nòng súng được gắn một giảm giật cỡ lớn.[1]

Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, súng có cải tiến chút ít về đạn. Một dây đạn có 50 viên, cứ 5 hoặc 3 viên đạn xuyên thì gài vào 1 viên đạn lửa có tác dụng dẫn đường trong xạ kích ban đêm hoặc trong môi trường ánh sáng yếu. Đạn lửa của khẩu DShK hoạt động nhờ phản ứng cháy giữa Magie và Nhôm. Đạn lửa giúp cho xạ thủ quan sát được đường đi của viên đạn để kịp thời điều chỉnh đường ngắm. Loại đạn này cũng có tác dụng sát thương như đạn xuyên.[2] Đạn 12.7 mm còn có thể xuyên thép 15mm ở cự ly 500m. Súng nặng khoảng 137 kg (bao gồm cả súng lẫn giá đỡ súng). Biên chế nhân lực chiến đấu thường có một tổ gồm 3-4 người. Khi di chuyển, một người mang theo khẩu súng, một người mang (hoặc kéo) theo giá đỡ, một người mang theo đạn. Một khẩu DShK hoàn chỉnh còn bao gồm một giá 3 chân (dùng cho phòng không) và giá bánh xe (dùng cho yểm trợ bộ binh), một hệ thống ngắm phòng không và một giảm giật của thiết bị ngắm có thể tháo rời ra được.