Mannlicher M1901 sử dụng cơ chế nạp đạn blowback có hãm. Một đòn bẩy sẽ móc vào khối trượt và đầu một cái nhíp dày bên trong súng. Khi khối trượt lùi lại áp lực sẽ đẩy đòn bẩy ra sau nhưng cái nhíp sẽ giữ không cho đòn bẩy di chuyển cho đến khi áp lực tích đủ mạnh nó sẽ đẩy đòn bẩy bật ra sau và khi đó móc đòn đẩy sẽ tách ra khỏi nhíp nên nó đóng vai trò như một cái khóa hãm. Khi khối trượt trở về vị trí cũ đòn bẩy sẽ bật trở lên đè đầu nhíp xuống và đến một mức nào đó đầu nhíp sẽ bật lên và chống vào móc đòn bẩy để chuẩn bị bắn viên đạn tiếp theo. Cái nhíp này cũng đóng vai trò như móc khóa búa điểm hỏa vào vị trí lên cò, khi búa điểm hỏa được kéo ra phía sau một phần của búa sẽ móc vào đầu phần dưới cái nhíp này và nó sẽ giữ búa ở vị trí đó. Khi bóp cò phần đước của nhíp sẽ bị đẩy lên trên tách móc của búa điểm hỏa ra khỏi nhíp và khai hỏa.

Hệ thống nhắm cơ bản của súng là điểm ruồi. Hộp đạn của súng nằm cố định trong tay cầm và xạ thủ sẽ nạp đạn vào thông qua khe nhả vỏ đạn bằng một cái kẹp 8 viên dành cho súng khi khối trượt được kéo ra phía sau. Nếu cần lấy đạn ra khỏi súng thì xạ thủ sẽ kéo khối trượt về phía sau và nhấn vào nút nhả đạn phía bên phải tay cầm thì lò xo trong hộp đạn sẽ đẩy tất cả đạn trong nó ra ngoài.