OTs-27 sử dụng cơ chế blowback và hoạt động kép. Toàn bộ súng được làm bằng thép. Nòng súng có rãnh dốc dẫn đạn cố định và có thể dễ dàng tháo ra khỏi súng để thay bằng một nòng khác thích hợp cho loại đạn sử dụng. Lò xo đẩy khối trượt nằm bao quanh nòng súng cũng như có các miếng đệm nhựa giảm giật nằm trong khối trượt ở dưới nòng.

Nút khóa an toàn nằm ở hai bên súng trên khối trượt với ba chế độ là khóa, bắn và đưa búa điểm hỏa ra khỏi vị trí lên cò. Có thể khóa an toàn kể cả khi búa điểm hỏa ở vị trí lên cò vì cơ chế khóa sẽ khóa cố định búa và khối trượt. Hệ thống nhắm cơ bản của súng là điểm ruồi, mẫu nâng cấp có thanh răng dưới nòng súng để gắn các hệ thống hỗ trợ tác chiến như hệ thống nhắm laser hay đèn pin.