Scharnhorst có chiều dài chung 144,6 mét (474 ft), mạn thuyền rộng 21,6 m (71 ft) và tầm nước 8,37 m (27 ft 6 in). Con tàu có trọng lượng choán nước tiêu chuẩn 11.616 t (11.433 tấn Anh), và lên đến 12.985 t (12.780 tấn Anh) khi đầy tải. Nó được hỗ trợ bởi ba động cơ hơi nước ba buồng bành trướng 3 xy-lanh với 18 nồi hơi đốt than kiểu hàng hải với tổng cộng 36 lò đốt. Động cơ của nó được đánh giá ở mức 25,644 mã lực chỉ (19,123 kW), cho tốc độ tối đa là 22,5 hải lý một giờ (42 km/h). Thủy thủ đoàn đầy đủ của nó bao gồm 52 sĩ quan và 788 thủy thủ, trong đó bao gồm 14 sĩ quan và 62 thủy thủ được tăng cường cho thành phần ban tham mưu của tư lệnh hải đội, cộng thêm vào số thủy thủ đoàn căn bản.[3]

Dàn vũ khí chính của Scharnhorst bao gồm tám khẩu pháo 21 cm (8,3 in) SK L/40 bắn nhanh[Ghi chú 2] gồm bốn khẩu trên hai tháp pháo nòng đôi bố trí phía trước và phía sau cấu trúc thượng tầng, số còn lại đặt trên những tháp pháo nòng đơn hai bên mạn tàu. Dàn pháo hạng hai bao gồm sáu khẩu 15 cm (5,9 in) SK L/40 bắn nhanh bố trí trong các tháp pháo ụ kiểu MPL C/06;[Ghi chú 3][4] và mười tám khẩu pháo 8,8 cm (3,46 in) SK L/45 bắn nhanh bố trí trong tháp pháo ụ. Nó còn được trang bị bốn ống phóng ngư lôi ngầm 44 cm (17 in), gồm một trước mũi, một phía đuôi và một mỗi bên mạn giữa tàu, tất cả đều được đặt trên mặt nước. Chúng có đai giáp dày đến 150 mm (5,9 in), các tháp pháo của dàn pháo chính có nóc dày 18 cm (7,1 in). Sàn tàu bọc thép chính có độ dày từ 3,5 đến 6 cm (1,4 đến 2,4 in), nơi dày nhất nằm ở phần giữa con tàu nơi động cơ, các hầm đạn và các phần quan trọng khác được bố trí.[3][5]