Lớp tàu khu trục Mahan là một phiên bản cải tiến từ lớp Farragut dẫn trước.[3] Lớp Farragut được cho là ngang bằng hay tốt hơn mọi tàu khu trục, ngoại trừ lớp Fubuki của Nhật Bản. Con tàu Nhật trọng lượng 1.700 tấn Anh (1.727 t) này mang theo chín ống phóng ngư lôi, trong khi Farragut chỉ mang theo tám. Ủy ban Tướng lĩnh Hải quân Hoa Kỳ đã phải vật lộn với những thay đổi về đặc tính của tàu khu trục, và bắt đầu hướng đến ý tưởng trang bị 12 ống phóng ngư lôi với ít hơn một khẩu pháo 5 in (130 mm)/38 caliber.[4]

Ủy ban sau đó thay đổi ý định, chấp nhận quan điểm có thể giữ lại cả năm khẩu pháo với 12 ống phóng ngư lôi. Để làm được điều đó, đặc tính "đa dụng" của các khẩu pháo 5 inch/38 caliber sẽ bị mất, nghĩa là không thể cấu hình để có thể đối phó các mục tiêu trên biển lẫn máy bay nhưng chỉ với mục tiêu trên mặt biển. Trưởng ban Tác chiến Hải quân (CNO) cho đây là một ý tưởng kém, phát biểu: "…CNO không thể chấp nhận mọi thiết kế tàu khu trục lại hạ thấp tầm quan trọng của pháo so với ngư lôi". Cuối cùng cũng đạt đến sự thỏa hiệp: đặc tính quan trọng bao gồm một hệ thống động lực mới cùng sự bố trí dàn ắc quy cho lớp Mahan cùng những lớp tiếp theo.[5] Trong thiết kế được đưa ra, dàn ống phóng ngư lôi bốn nòng thứ ba sẽ thay chỗ cho khẩu pháo Số 3; hai dàn ống phóng giữa tàu được chuyển sang bên mạn, giải phóng chỗ trống giữa để kéo dài phòng trên boong phía sau nhằm chứa thêm khẩu pháo Số 3 trước khẩu Số 4. Năm khẩu pháo 5 inch/38 caliber sẽ là các khẩu pháo đa dụng, nhưng chỉ có các khẩu Số 1 và Số 2 có các bệ chắn. Hệ thống động lực tàu khu trục truyền thống được thay thế bằng một thế hệ động lực mới dựa trên kiểu trên bờ.[6]

Những chiếc trong lớp Mahan tiêu biểu thường có cột ăn-ten trước ba chân và cột ăn-ten chính dạng cột.[3] Để cải thiện góc bắn của vũ khi phòng không, cột ăn-ten trước ba chân được cấu trúc mà không có các mấu hoa tiêu.[6] Kiểu dáng của chúng tương tự như với lớp Porter lớn hơn, vốn được chế tạo ngay trước chúng.[3] Lớp Mahan được trang bị những máy phát điện khẩn cấp đầu tiên, thay thế cho các bình ắc quy dự trữ điện trên những lớp trước. Bệ chắn cho khẩu đội pháo được chế tạo cho các vũ khí bắn thượng tầng, gồm một bệ trước cầu tàu và một bệ bên trên sàn sau.[6] Dàn ống phóng ngư lôi bốn nòng thứ ba được bổ sung, bố trí trên trục giữa trong khi hai dàn kia đặt bên mạn. Điều này đòi hỏi phải dời chỗ một khẩu pháo 5 inch/38 caliber đến phòng trên boong phía sau.[3] Trọng lượng con tàu tăng lên 1.500 tấn Anh (1.524 t) từ 1.365 tấn Anh (1.387 t).[6]

Lớp Mahan có trọng lượng choán nước tiêu chuẩn 1.500 tấn Anh (1.524 t), và lên đến 1.725 tấn Anh (1.753 t) khi đầy tải. Chiều dài chung của cáccon tàu là 341 foot 3 inch (104,0 m), mạn thuyền rộng 35 foot 6 inch (10,8 m) và độ sâu của mớn nước là 10 foot 7 inch (3,2 m). Chúng được cung cấp động lực bởi bốn turbine hơi nước General Electric, dẫn động hai trục chân vịt và tạo ra tổng công suất 46.000 mã lực càng (34.000 kW), giúp chúng đạt được tốc độ tối đa 37 hải lý trên giờ (69 km/h; 43 mph). Bốn nồi hơi ống nước Babcock and Wilcox hoặc Foster Wheeler cung cấp hơi nước siêu nhiệt cần thiết cho các turbine. Những chiếc trong lớp Mahan mang theo tối đa 523 tấn Anh (531 t) dầu đốt, cho phép có tầm xa hoạt động 6.940 hải lý (12.850 km; 7.990 mi) ở tốc độ đường trường 12 hải lý trên giờ (22 km/h; 14 mph). Thành phần thủy thủ đoàn trong thời bình là 158 sĩ quan và thủy thủ,[7] trong thời chiến tăng lên khoảng 250 sĩ quan và thủy thủ.[8]