GSh-6-23 sử dụng cơ chế nạp đạn bằng khí nén với pít ton, khi bắn một lượng khí nén được trích ra để làm pít ton chuyển động tới lui và chuyển động này sẽ được chuyển thành chuyển động quay để súng hoạt động chứ không sử dụng mô tơ điện để xoay nòng.

Ban đầu súng sử dụng khí nén bắn viên đạn để khởi động chu kỳ quay của súng và sau một thời gian thì súng mới đạt đủ tốc độ bắn. Mẫu nâng cấp M sử dụng một hệ thống khởi động mới, sử dụng một khối thuốc nổ giống như pháo khi kích hoạt nó sẽ tạo ra một lực nén rất mạnh ép nòng súng xoay với tốc độ gần như tối đa để bắn mà không cần thời gian gia tốc từ từ. Súng chứa sẵn 10 khối này để sử dụng cho các đợt bắn khác nhau. Cơ chế điểm hỏa của súng là điện 27 V.

Súng cũng từng sử dụng trực tiếp dây đạn để nạp đạn tuy nhiên sau đó nó đã được thay thế trong mẫu M bằng kiểu băng truyền, các viên đạn sẽ độc lập với nhau và được truyền đến nơi nạp đạn vì cách nạp đạn trực tiếp bằng dây tỏ ra không đáng tin với tốc độ bắn cực cao. Pháo có thể sử dụng các loại đạn như đạn nổ mảnh, đạn cháy, đạn xuyên giáp, đạn xuyên giáp gây cháy...