防護
鄧肯級的主裝甲帶厚7英寸，全長238英尺，高14英尺3英寸。正常排水量下，其上邊緣距離水線10英尺。裝甲帶的尾端是裝甲橫艙壁，斜著向內延伸，與後主炮的炮座連線起來，厚7英寸，與炮座連線的位置增加到10英寸。首端取消了橫艙壁，取而代之的是一直延伸到艦艏的較厚的裝甲帶，這也是鄧肯級在防護佈局上的主要革新之處。
從與前主炮炮座前端齊平的位置開始向前是5英寸厚的艦艏裝甲帶，向前削薄到4英寸，再到3英寸，其高度與主裝甲帶一致，在最前端則向下延伸以支撐撞角。這樣設計的目的也在於速度，對艦艏的保護越好，遭受打擊時損失的速度也就越少。艦艉則是較薄的裝甲帶，1.5英寸厚，下邊緣與主裝甲帶下緣齊平，上邊緣高出水線4英尺。所有側舷裝甲都覆蓋在兩層各厚0.5英寸的船殼上。
佩列斯維特級的防護佈局圖
在與佩列斯維特級比較時，懷特表示鄧肯級的防禦能力要優越的多。佩列斯維特級確實有著9英寸的主裝甲帶，長224英尺。但其厚度最大的部分僅高出水線3英尺，水線以下不超過1英尺（再往下就已經開始削薄）。上部裝甲帶高7英尺6英寸，長度僅有188英尺，厚度4英寸。即便與新艦的7英寸材質相同，其防禦能力也要低的多。更何況這個厚度的裝甲能否用克虜伯工藝處理是非常值得懷疑的。此外，佩列斯維特級艏艉各約60英尺的區域沒有任何裝甲帶保護。
鄧肯級在防護上的另一個重大變化是水平裝甲。用於防榴彈炮裝的甲甲板，在鄧肯級上被加厚到了2英寸，目的也不僅僅是防榴彈炮。懷特指出新艦的甲板會是一個更大的目標。一方面因為新艦的艦體更長，更重要的是考慮到交戰距離的增大會帶來更大的炮彈落角，使甲板在彈道方向的投影面積變得更大。同時，這也讓炮彈更容易貫穿甲板，因此在儘可能靠上的位置增強水平裝甲就顯得很有必要，同時期設計的德雷克級裝甲巡洋艦也採用了相同的佈局。
鄧肯級的中剖裝甲圖 可以看到其加厚到2英寸的主甲板裝甲和削薄到1英寸的防護甲板
不過，增強主甲板當然不是沒有代價的，防護甲板層被削薄到僅有1英寸以抵消增加的重量。這招致了相當多的批評，薄防護甲板基本只能起到阻擋彈片的作用，無法像以前的大厚度防護甲板那樣形成強有力的“兜底”，結合其削薄的主裝甲帶，毫無疑問在防護能力上有了相當程度的降低，相比克諾珀斯的6英寸裝甲帶+2英寸防護甲板，鄧肯級在核心艙保護強度上其實也要略遜一籌。
除此之外，鄧肯級的主炮炮塔正面與側面裝甲皆為8英寸厚，頂蓋2-3英寸，背面10英寸——這是為了平衡火炮的重量；炮座在高於裝甲堡的部分，前半部分厚11英寸、後半部分10英寸，低於炮座的位置則是前半部分7英寸、後半部分4英寸。副炮炮廓正面6英寸，背面2英寸，彈藥提升通道也是2英寸。前部司令塔10-12英寸，後部司令塔3英寸。下圖展示了鄧肯級的裝甲佈局，讀者可以與文字描述自行對照。
鄧肯級的防護佈局圖
1899年11月的一次打靶測試表明，7英寸的KC裝甲在30度角入射的9.2英寸穿甲彈面前非常脆弱。這當然不能說明鄧肯級的防護設計就是失敗的。懷特對這些戰艦的防護設計思路，就是用主裝甲帶抵禦全部6英寸炮彈和9.2/9.4英寸通常彈，穿甲彈並不在其考慮範疇之內。
不過，能擊穿7英寸裝甲的被帽通常彈在鄧肯號服役約2年之後開始投入生產。儘管不能用後來誕生的東西去苛責前面的設計，但這也確實向我們表明那個年代技術發展的速度有多快，乃至於眾多戰艦都以難以想象的速度過時。另外，相比克諾珀斯級，鄧肯級將裝甲帶增厚到7英寸在實際防護效果上並未造成什麼顯著差別，其實是沒有多大必要的。
動力及航行能力
為了達到19節高速，鄧肯級選用了與王冠級一等巡洋艦相同的動力系統。4臺貝爾維爾鍋爐分成4組，其中2組每組8臺，另2組每組4臺，為兩臺四缸三脹式蒸汽機（在三缸三脹式蒸汽機的基礎上。將最大的低壓缸一分為二變成兩個較小的低壓缸，使動作更加平穩，便於提高功率提供蒸汽，驅動2部內旋4葉錳青銅螺旋槳。設計輸出功率18000馬力。鍋爐工作壓力300psi，在蒸汽機處降低到250psi。
在無畏號服役之前，鄧肯級是皇家海軍最快的戰列艦，實際航速甚至高於設計航速達到20節的敏捷級二等戰列艦。鄧肯級的部分試航記錄如下：
康沃利斯號，1903年4月
30小時試航，四分之三功率
第一次：左軸7203馬力，右軸6811馬力，合計14014馬力，航速18.3節
第二次：左軸6861馬力，右軸6653馬力，合計13514馬力，航速17.72節
第三次：左軸6829馬力，右軸6519馬力，合計13348馬力，航速17.87節
第四次：左軸7297馬力，右軸6888馬力，合計14185馬力，航速18.6節
8小時試航，全功率
第一次：左軸9763馬力，右軸9262馬力，合計18998馬力，航速19.62節
第二次：左軸9228馬力，右軸8731馬力，合計17959馬力，航速18.42節
第三次：左軸8993馬力，右軸8390馬力，合計17353馬力，航速19.43節
第四次：左軸9150馬力，右軸8765馬力，合計17915馬力，航速18.65節
集體試航記錄
鄧肯號
五分之一功率：3755馬力，72.5轉/分鐘，11.9節
四分之三功率：13541馬力，111.9轉/分鐘，17.9節
全功率：18262馬力，121.25轉/分鐘，19.11節
康沃利斯號
五分之一功率：3724馬力，71.45轉/分鐘，10.9節
四分之三功率：13765馬力，113.45轉/分鐘，17.94節
全功率：18056馬力，121.65轉/分鐘，18.98節
埃克斯茅斯號
五分之一功率：3667馬力，73.45轉/分鐘，12.4節
四分之三功率：13839馬力，113.25轉/分鐘，17.928節
全功率：18604馬力，122.5轉/分鐘，19.015節
羅素號
五分之一功率：3768馬力，74.65轉/分鐘，12.1節
四分之三功率：13690馬力，114轉/分鐘，17.95節
全功率：18199馬力，123.4轉/分鐘，19.4節
阿爾伯馬爾號
五分之一功率：3606馬力，70.85轉/分鐘，12.05節
四分之三功率：13837馬力，17.75節
全功率：18213馬力，121轉/分鐘，18.65節
蒙塔古號
五分之一功率：3767馬力，71.1轉/分鐘，12節
四分之三功率：13611馬力，111.5轉/分鐘，17.63節
全功率：18206馬力，118轉/分鐘，18.6節
鄧肯級正常載煤量900噸，最大載煤量2182-2240噸。設計續航力6070海里/10節，實測耗煤量資料是10節航速下每天100噸。全速下每天420噸、7節航速下每天50噸。
1914年時的鄧肯號戰列艦
小結
單從設計角度考慮，除高速航行時上浪較為嚴重之外，鄧肯級說不上有什麼問題，甚至可以說比較成功。況且最終問題還並不在此。
儘管在40倍徑新炮投入使用的時候，再建造35倍徑12英寸艦可能被認為並不明智。考慮到預期的對手只是10英寸炮的佩列斯維特級，這並不算多大的問題。佩列斯維特級的實際航速並不比克諾珀斯級快，戰鬥力上也還是有著顯著差距。
更重要的是俄國人並未試圖在實戰中利用佩列斯維特級的額外速度，這導致鄧肯級的設計目的幾乎完全落空。鄧肯級的平均造價是108萬英鎊，先前的克諾珀斯級則是91萬、儘管前者在各方面都略強一點，但也都稱不上有決定性的提升。