Bản thiết kế của tàu Titanic do hãng Harland and Wolff ở Belfast, Bắc Ireland thực hiện dưới sự giám sát của kiến trúc sư trưởng Thomas Andrews. Titanic được xem là đỉnh cao của kỹ thuật chế tạo tàu thời bấy giờ, với chiều dài 269 mét, chiều rộng 28 mét và trọng tải lên tới hơn 46.000 tấn. Thiết kế của tàu mang đậm dấu ấn hiện đại, kết hợp giữa sự sang trọng vượt trội và tính an toàn kỹ thuật. Thân tàu được chia thành 16 khoang kín nước, cho phép tàu vẫn nổi dù bị thủng ở tới 4 khoang, một điều được coi là tiên tiến và đáng tin cậy vào đầu thế kỷ XX.

Không gian bên trong Titanic được bố trí thành ba hạng phục vụ các tầng lớp hành khách khác nhau: hạng nhất, nhì và ba. Khu vực hạng nhất sở hữu những tiện nghi xa hoa bậc nhất như nhà hàng theo phong cách Pháp, phòng đọc sách, phòng thể thao, cầu thang lớn kiểu baroque và cả phòng bơi nước nóng. Hạng nhì và hạng ba có thiết kế đơn giản hơn nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ tiện ích so với tiêu chuẩn chung thời đó. Đội ngũ thiết kế đã chú trọng tối đa đến việc xử lý ánh sáng tự nhiên, hệ thống thông gió và đặc biệt là mạng lưới các lối thoát hiểm để nâng cao sự an toàn cho hành khách và thuỷ thủ đoàn.

Về mặt kỹ thuật, Titanic được trang bị hai động cơ hơi nước ba buồng và một turbine hơi nước giúp tàu đạt tốc độ tối đa gần 23 hải lý mỗi giờ. Ca-bin lái được bố trí phía cuối boong trên, giúp việc quan sát và điều khiển thuận lợi hơn. Hệ thống truyền tin bằng điện báo vô tuyến Marconi là một nét mới trong thiết kế, đóng vai trò quan trọng về liên lạc trong hành trình. Toàn bộ kết cấu thép của tàu đều được sử dụng loại thép chịu lực tốt nhất lúc bấy giờ, gia cố bởi hơn 3 triệu chiếc đinh tán để tăng độ chắc chắn cho khung vỏ. Bản thiết kế này đặt mục tiêu tạo ra con tàu vừa thể hiện đẳng cấp thượng lưu vừa là biểu tượng kỹ thuật của thời đại.