胡安·卡洛斯一世号战略投送舰全长230.82米，最大宽度32米，吃水7.07米，执行两栖作战任务时的最大排水量能够达到2.708万吨。
动力装置采用全新的综合电力推进系统，使用4台总功率为25725千瓦的柴油发电机组，带动两组吊装于舰尾底部、可旋转的吊舱式电动推进器，最大航速21节。这将是西班牙海军第一艘不直接使用传统发动机、减速齿轮带动推进轴、驱动螺旋桨的战舰。舰上还将装备完善的C3I系统和旗舰设施，且由于舰载系统、设备的自动化程度高，该舰的人员编制仅243人。
该舰的全通型飞行甲板长202米，宽32米，甲板前端上翘12°并沿中心线设有6个供“海鹞”或F-35B 型JSF垂直/短距起降战斗机或中型直升机使用的起降点、上层建筑的前后靠右舷处为停机区。甲板上安装2台升降机，其中一台位于舰岛前方，另一台位于飞行甲板末端，升降机的起降重量25吨，舰内设有1000平方米的机库，可容纳12架直升机或8架“海鹞”式战斗机。
除了AV-8B战机或F-35B短距起飞/垂直降落型战机外，胡安·卡洛斯一世号两栖登陆舰还可搭载、V-22鱼鹰倾转旋翼战机、NH-90直升机、CH-47直升机等。
舰体内靠后部分设有一个长693米、宽16.8米的浸水坞阱，舰尾开有进坞门，坞阱内可装载2艘美制气垫登陆艇（LCAC）或4艘LCM机械化登陆艇，在坞阱同一甲板的前部为装载重型车辆（如“豹”II式坦克）的车辆甲板，面积3000平方米，直通舰尾的船坞。在坞阱之上的甲板前舱包括医疗室、厨房、办公室等；后部则为机库和堆放轻型货物（标准车辆、集装箱等）的多功能区，面积也是3000平方米，总容量6000吨。除舰员外，“战略投送舰”一次可运送1355名士兵及其装备，即一个整编营的规模。（郝珺石 张加军）
