Thiết kế lườn của lớp Kuma dựa trên trọng lượng rẽ nước biểu kiến 5.500 tấn, và tỏ ra linh hoạt đến mức chúng trở thành tiêu chuẩn căn bản cho mọi tàu tuần dương hạng nhẹ của Hải quân Nhật sau này.

Hệ thống động lực của lớp Kuma dựa trên bốn turbine hộp số đồng trục và 12 nồi hơi, cung cấp một công suất 90.000 mã lực (67 MW). Mười nồi hơi được thiết kế để đốt dầu, trong khi hai chiếc còn lại đốt than. Động cơ này giúp con tàu đạt được tốc độ tối đa 66,7 km/h (36 knot), và một tầm hoạt động 16.700 km (9.000 hải lý) ở tốc độ 18,5 km/h (10 knot). Kiểu dáng của lớp Kuma có thể nhận biết bởi ba ống khói mà phía trên loe ra theo dạng loa kèn.

Ban đầu, giàn hỏa lực chính bao gồm bảy khẩu pháo 140 mm (4,7 inch)/50-caliber gắn trên các tháp súng đơn (hai phía trước, ba phía sau và một khẩu mỗi bên cầu tàu), hai pháo 80 mm (3,2 inch)/40-caliber gắn bên hông, cùng tám ống phóng ngư lôi 533 mm (21 inch). Kuma và Tama có một máy phóng dùng cho một thủy phi cơ (tiêu biểu là một chiếc Kawanishi E7K1 "Alf") cho mục đích trinh sát tuần tiễu, và Kiso độc đáo vì có cấu trúc thượng tầng mặt phẳng ở cả phía trước và phía sau tàu cùng một bệ xoay để phóng thủy phi cơ phía sau tàu. Các bệ phẳng này dường như chưa bao giờ được sử dụng. Mọi chiếc tàu chiến trong lớp Kuma đều dần dần được nâng cấp với hỏa lực phòng không, mìn sâu, radar và sonar trong cuộc chiến tranh Thái Bình Dương.

Ōi và Kitakami được cải biến thành những tàu tuần dương-ngư lôi ngay trước khi diễn ra cuộc tấn công Trân Châu Cảng. Hai năm sau, Kitakami lại được cải biến thành một tàu sân bay đổ bộ cho đến khi bị hư hại nặng. Sau khi được sửa chữa, một lần nữa Kitakami lại được cải biến thành một tàu chở Kaiten (ngư lôi cảm tử có người lái).