OTs-12 sử dụng cơ chế nạp đạn bằng khí nén với khóa nòng xoay được phát triển dựa trên khẩu AKS-74U nhỏ gọn. Cấu tạo và cách hoạt động của súng giống với AKS-74U nhưng khác biệt chính là sử dụng loại đạn 9x39mm cận âm lớn hơn, loại đạn này cung cấp hỏa lực mạnh hơn cũng như sức xuyên lớn trong khoảng cách 200–300 m. Nòng súng cũng được làm mới để sử dụng loại đạn này, có khả năng gắn bộ phận chống giật hay ống hãm thanh.

Hệ thống nhắm cơ bản của súng là điểm ruồi. Hộp đạn rời của súng chứa 20 viên.