Південнокорейська САУ відрізняється гарною захищеністю, башта та корпус гаубиці зроблені з листів сталевої катаної броні. Ця броня забезпечує захист екіпажу від вогню стрілецької зброї, а також уламків снарядів та мін. Екіпаж складається з 5 осіб: командира, механіка-водія, навідника та двох заряджаючих. Самохідка оснащена системою захисту від зброї масового ураження, засобами зв’язку, протипожежною системою та комплектом приладів нічного бачення.
Відділення управління та моторно-трансмісійне відділення розташоване у передній частині гаубиці, бойове відділення з баштою – у кормовій частині. Основним озброєнням САУ К9 Thunder є 155-мм гаубиця, встановлена у башті, вона оснащена щілинним дульним гальмом та ежектором. На стовбурі гармати розташований датчик початкової швидкості снаряда, що передає отриману інформацію бортовому комп’ютеру. Як допоміжне озброєння використовується 12,7-мм кулемет для боротьби з наземними та повітряними цілями.
До боєкомплекту САУ K9 Thunder входить 46 снарядів. У звичайних умовах самохідка здійснює 6 пострілів за хвилину, причому екіпаж може відкрити вогонь вже через 30 секунд після прибуття на вогневу позицію. Стільки часу знадобиться для того, щоб її оперативно залишити. За допомогою автоматичної системи подачі боєприпасів можна забезпечити максимальну короткочасну скорострільність – 3 постріли за 15 секунд.
Гармата відрізняється високою точністю стрільби. При цьому максимальна дальність становить 40 км, а при застосуванні снарядів Excalibur – 50 км. Самохідна гаубиця здатна випустити кілька снарядів так, що вони відлітають в одну і ту ж ціль з різних траєкторій (система MRSI multiple rounds simultaneous impact, «шквал вогню»). У разі потреби за допомогою спеціальної транспортно-зарядної машини К10 можна швидко поповнити боєкомплект. Створена на тому ж шасі, що й САУ K9 Thunder, оснащена автоматичним конвеєром, що завантажує снаряди та заряди у самохідку.
САУ K9 Thunder оснащена дизельним двигуном MTU 881 серії потужністю близько 1000 к.с. (735 кВт). Він поєднаний з автоматичною трансмісією «Аллісон», що забезпечує рух уперед на чотирьох передачах та задній хід на двох. Самохідка може рухатися дорогами з максимальною швидкістю 67 км/год, запас ходу становить 480 км. Самохідна гаубиця має гідропневматичну підвіску, відрізняється підвищеною прохідністю та плавністю ходу.
