“洛杉矶”级全长110.3米，宽10米，水上航行时吃水9.9米，水上排水量6080吨，水下排水量6927吨，水下航速大于32节，艇员编制133人，其中13名军官。其动力装置为1座通用电气公司S6G压水反应堆，2台蒸汽轮机，功率26MW，约35000马力，单轴，1台辅助推进电机，325马力。
该级艇从SSN751“圣胡安”号开始加装消音瓦，并以首水平舵代替了围壳舵，在冰区上浮时可自由伸缩。 “洛杉矶”级在舯部装有4具533mm鱼雷发射管，可发射各型导弹和鱼雷。从SSN791“普罗维登斯”号开始，该级艇装备了“战斧”导弹垂直发射装置，该装置为12个发射管，布置在艏部BQQ5球型声呐基阵后面的耐压壳体外。
·对陆：GDC“战斧”式巡航导弹，地形匹配加惯性制导，0.7马赫时射程2500公里，巡航时高度15－100米，装20万吨当量核弹头，圆公算偏差80米。也有装454公斤高爆弹头的常规型，射程900公里，圆公算偏差10米。
·反舰：“战斧”反舰导弹，惯性制导，主动雷达/反辐射寻的，0.7马赫时射程460公里，弹头重454公斤；“捕鲸叉”反舰导弹，主动雷达制导，0.9马赫时射程130公里，弹头重227公斤；MK－48型鱼雷，线导加主/被动声自导，40节时射程50公里，55节时射程38公里，战斗部重267公斤，可在水深900米处由空气涡轮泵发射。此外，该级艇有布设MK－67触发水雷和MK－60“捕手”水雷的能力。 ·电子设备：“洛杉矶”级从首艇到SSN750“纽波特纽斯”号装备了AN/CCSMK1型作战数据链，后被CCSMK2型取代，其核心为UYK7型计算机。从SSN751“圣胡安”号开始，该级艇安装AN/BSY－1/2型作战数据链，其核心为UYK43/44计算机；火控为MK－113/117鱼雷发射控制系统；雷达有AN/BPS-15水面搜索/导航雷达；电子战系统有：BRD－7（测向）、WLR－12（雷达预警）、WLR－9A（侦听）、MK2（鱼雷诱饵发射）。
·声呐：AN/BQQ5D/E，被/主动搜索/攻击，低频；BQR23/25，被动拖曳阵，后被TB－23/29取代；BQS15，主动近程（包括冰上）搜索，高频。从SSN751“圣胡安”号开始安装MIDAS，水雷和冰块避碰系统。
