Форма их корпуса отличалась от корпуса "Фон-дер-Танна", имея более широкий мидель корабля и более острые оконечности, в то время как полубак был продолжен в корму до грот-мачты. Высота надводного борта в носу и корме была уменьшена. Подъем днища в носовой части корабля был более крутой, а форштевень более прямой, чем напоминавшие таран обводы носа "Фон-дер-Танна".
Водоизмещение "Мольтке" составляло: нормальное 22 979 т, полное 25 400 т, что на 3 600 т больше, чем у "Фон-дер-Танна". Conway [6] приводит соответственно 22 616 т и 25 300 т. Длина корабля: полная 186, 6 м, между перпендикулярами 186,0 м, что на 14,9 м длиннее, чем у "Фон-дер-Танна".
Ширина корабля составляла 29,4 м (на 2,8 м шире, чем у "Фон-дер-Танна"). Максимальная ширина с учетом уложенных вдоль бортов выстрелов противоторпедной сети 29,96 м. Осадка носом равнялась 8,77 м, кормой 9,19 м, почти такая же, как у "Фон-дер-Танна". Высота борта в середине корпуса составляла 14,08 м, что на 0,8 м больше, чем у "Фон- дер-Танна". Высота надводного борта при нормальном водоизмещении – 7,3 м носом и 4,3 м кормой. Увеличение осадки на 1 см соответствовало увеличению водоизмещения на 35,64 т.
Корпус был разделен водонепроницаемыми переборками на XV основных отсеков. Двойное дно простиралось на 78% длины корабля. Способ связей корпуса – смешанный набор поперечных шпангоутов и продольных стрингеров. Семь палуб были обшиты сталью с уложенным на неё линолиумом. Во время разборки "Гебена" можно было видеть части батарейной и верхней палуб, покрытых досками из тикового дерева толщиной 65 мм.
Артиллерия главного калибра была увеличена до 10 280-мм орудий с длиной ствола 50 калибров в пяти двухорудийных башнях. Три башни располагались линейно в диаметральной плоскости и две бортовые по диагонали в средней части корабля, как у "Фон-дер-Танна". В корме стояли две линейно-возвышенные башни, стреляющие одна поверх другой. Носовая башня имела сектор обстрела 300°, кормовые 290°, бортовые 180° на ближний борт и 125° на дальний. Секторы обстрела бортовых башен на дальний борт были такие же, как и у "Фон-дер-Танна". Таким образом, суммарный сектор обстрела составлял 1 490° или в среднем 298° на башню.
Скорострельные 280-мм орудия с длиной ствола 50 калибров (14 000 мм) имели вес 36 т и по конструкции были похожи на орудия с длиной ствола 45 калибров. Они стреляли такими же снарядами весом 299 кг и длиной 3,2 кал.(896 мм), с начальной скоростью 845 м/с. Удлинение ствола на 5 калибров придало снаряду увеличение начальной скорости на 25 м/с. Вес заряда составлял 123 кг. Вес бортового залпа равнялся 7479 кг в минуту, против 5 920 кг у "Фон-дер-Танна".
Для расположенных в диаметральной плоскости башен углы склонения стволов орудий составляли -8°, возвышения +13,5° и для бортовых башен соответственно -5,5° и + 16° с дальностью стрельбы 18 100-19 100 м (98-103 каб.), что было меньше, чем у "Фон-дер-Танна".
Боекомплект насчитывал 810 бронебойных снарядов (81 на орудие), хотя английские источники утверждали, что эта цифра относится только к двум бортовым башням, а для трех башен, расположенных в диаметральной плоскости, боекомплект составлял 96 снарядов на орудие. Орудийные установки образца 1908 г. были аналогичны установкам образца 1907 г. После Ютландского боя на "Мольтке" угол возвышения всех орудий увеличили до + 16°, что позволило вести огонь на дальность до 19 400 м (105 каб.). Высота осей орудий над главной ватерлинией у носовой башни составляла 9 м, у бортовых башен – 8,4 м, у кормовых – 8,6 м и 6,2 м соответственно.
Во всех башнях снарядные погреба располагались на палубных платформах под зарядными погребами. Управление артиллерийским огнем производилось из двух бронированных постов управления, которые, в свою очередь, получали необходимую информацию с расположенных на обеих мачтах марсов. Приборы центральной наводки артиллерии главного и среднего калибров установили на "Мольтке" в первой половине 1915 г., а на "Гебене" в конце 1916г. На "Мольтке" и "Гебене" 150-мм и 88-мм орудия и их установки были точно такие же, как и на "Фон-дер-Танне".
