Những con tàu này đã trở thành khuôn mẫu cho việc thiết kế các tàu sân bay Mỹ trong tương lai: thân tàu tàu dài và rất lớn với sàn đáp bên trên và một đảo cấu trúc thượng tầng bên mạn phải kết hợp việc chỉ huy-kiểm soát con tàu đồng thời là các ống khói, và một sàn chứa máy bay rộng rãi. Với chiều cao lên đến 6,2 m (20 ft 3 in), sàn chứa máy bay của Lexington là lớn nhất trên thế giới cho đến khi xuất hiện lớp siêu hàng không mẫu hạm Forrestal vào giữa thập niên 1950. Những ống khói cao đã giúp thoát khói ra xa khỏi sàn đáp, giúp tránh được những vấn đề che khuất tầm nhìn thường gặp trên những chiếc tàu sân bay đời đầu.

Lexington từng được sử dụng cho một nhiệm vụ dân sự bất thường vào tháng 12 năm 1929. Một cơn hạn hán kéo dài tại khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương đã ảnh hưởng trầm trọng đến nguồn cung cấp thủy điện cho thành phố Tacoma, Washington. Những lời thỉnh cầu của các chính trị gia địa phương lên Tổng thống Mỹ đã đưa đến việc chiếc Lexington được gửi đến neo đậu tại một bến tàu của thành phố. Các nồi hơi và turbine của nó đã phát điện và được nối vào lưới điện địa phương cho đến khi cơn hạn hán chấn dứt vào tháng 1 năm 1930.

Vào lúc đưa ra hoạt động, các tàu sân bay được trang bị dàn pháo như trên các tàu tuần dương hạng nặng, bao gồm bốn tháp súng 203 mm (8 inch) nòng đôi; Văn phòng Thiết kế và Sửa chữa Hải quân đã không tin tưởng vào máy bay như một phương tiện vũ khí, và đã trang bị các khẩu pháo cỡ lớn, cho dù khi khai hỏa chúng sẽ xé toạc sàn đáp, ngay cả khi được bắn ở mộc góc. Kinh nghiệm có được trong các cuộc tập trận "Vấn đề Hạm đội" trong những năm 1930 chứng tỏ rằng quan điểm của Văn phòng Thiết kế là sai lầm, và hạm đội mong muốn nhanh chóng tháo bỏ các khẩu pháo 203 mm (8 inch). Tải trọng chính thức của con tàu được công bố là 33.000 tấn (để phù hợp với Hiệp ước Washington) cho dù trong thực tế cả hai chiếc đều vượt quá trọng lượng đó: 36.000 tấn rẽ nước tiêu chuẩn và gần đến 40.000 tấn khi chất đầy nhiên liệu, đạn dược, máy bay và xăng máy bay.

Không lâu sau trận Trân Châu Cảng, các khẩu pháo 203 mm (8 inch) của cả hai con tàu được tháo dỡ để sử dụng vào việc phòng thủ duyên hải tại Hawaii. Trên chiếc Lexington, những vũ khí này được thay thế bằng các khẩu đội bốn nòng 28 mm (1,1 inch)/75, vốn phù hợp hơn cho vai trò phòng không nhưng trong hoạt động thực tế lại kkông mấy hiệu quả. Chúng được thay thế trên chiếc Saratoga bằng các khẩu 5 in (130 mm)/38-caliber đa dụng thích hợp để sử dụng trên tàu sân bay, mặc dù Lexington bị đánh chìm trong trận chiến biển Coral trước khi được trang bị kiểu pháo mới.