Helgoland được Hải quân Đế chế Đức (Kaiserliche Marine) đặt hàng dưới cái tên tạm thời Ersatz Siegfried, như là chiếc thay thế cho chiếc hải phòng hạm cũ Siegfried. Hợp đồng chế tạo con tàu được trao cho hãng Howaldtswerke tại Kiel theo số hiệu chế tạo 500.[2] Công việc được bắt đầu vào ngày 24 tháng 12 năm 1908 với việc đặt lườn, và nó được hạ thủy không đầy một năm sau đó, vào ngày 25 tháng 9 năm 1909.[3] Công việc hoàn tất nó, bao gồm chế tạo cấu trúc thượng tầng và trang bị vũ khí, kéo dài cho đến tháng 8 năm 1911. Helgoland, được đặt tên theo các đảo ngoài khơi quan trọng trong việc phòng thủ kênh đào Kiel,[4] được đưa ra phục vụ cùng Hạm đội Biển khơi Đức vào ngày 23 tháng 8 năm 1911, chỉ trong vòng ba năm kể từ khi công việc được bắt đầu,[5] với chi phí 46,196 triệu Mác vàng.[6]

Helgoland có chiều dài chung 167,2 m (549 ft), có mạn thuyền rộng 28,5 m (94 ft) và độ sâu của mớn nước khi đầy tải là 8,94 m (29,3 ft). Trọng lượng choán nước tiêu chuẩn của nó là 22.808 tấn (22.448 tấn Anh), và lên đến 24.700 tấn (24.310 tấn Anh) khi đầy tải. Nó được vận hành bằng động cơ hơi nước ba buồng bành trướng đặt dọc công suất thiết kế 28.000 ihp (21.000 kW) để đạt được tốc độ tối đa 20,8 kn (38,5 km/h; 23,9 mph). Helgoland mang theo đến 3.200 t (3.100 tấn Anh; 3.500 tấn Mỹ) than, cho phép nó đi được 5.500 hải lý (10.200 km) ở tốc độ 10 hải lý trên giờ (19 km/h). Sau năm 1915 các nồi hơi được cải tiến để có thể đốt dầu; con tàu có thể mang thêm 197 t (194 tấn Anh; 217 tấn Mỹ) dầu đốt.[2]

Helgoland được trang bị dàn pháo chính bao gồm mười hai khẩu pháo 30,5 cm (12,0 in) SK L/50 [Ghi chú 1] trên sáu tháp pháo nòng đôi. Chúng được bố trí trên một hình lục giác khá bất thường gồm một tháp pháo đặt tại phía trước mũi và một sau đuôi tàu, và hai tháp pháo mỗi bên mạn tàu.[7] Dàn pháo hạng hai của con tàu bao gồm mười bốn khẩu pháo pháo 15 cm (5,9 in) SK L/45 và mười sáu 8,8 cm (3,5 in) SK L/45.[2] Sau năm 1914, hai trong số các khẩu 8,8 cm được tháo dỡ thay thế bằng hai khẩu pháo phòng không 8,8 cm. Helgoland còn được trang bị sáu ống phóng ngư lôi chìm 50 cm (20 in).[5]