红夷大炮的形制，红夷炮以铁制或铜制，铳长且重，铳身由尾至口渐细，有照门照星，铳身铸双炮耳，炮弹为石、铁、铅制成的实心球形弹丸，属前装滑膛炮。其威力据宋应星说："红夷炮铸铁为之，身长丈许，用以守城。中藏铁弹并火药数斗，飞激二里，膺其锋者为齑粉。凡炮熟引内灼时，先往后坐千钧力，其位须墙抵住，墙崩者其常。"
正因为其威力大，所以一般要配有相应的铳车与铳台来施放。据学者刘鸿亮推算"其射程当在今天的十里之内，有效射程为七到八里左右。"而红夷大炮之所以会有远超明朝固有火器的射程，徐光启解释道："所以及远命中者，为其物料真、制作巧、药性猛、法度精也。"其"制作巧"就"巧"在，它是以铳口空径为铸铳标准，铳身其它部位皆以其尺寸按比例制造，这是16，17世纪西洋火器制造技术的重要特点之一。
汤若望曾说西洋铸铳是："不以尺寸为则，只以铳口空径为则，盖谓各铳异制，尺寸不同之故也。"其优点在于："惟铳口空径则是就各铳论，各铳以之比例推算，则无论何铳亦自无差误矣。"这使得制炮标准化，也减少因技术性问题而影响火炮射击，并提高火炮的安全系数。按此设计，红夷炮"炮管长为口径的二十二到二十八倍，炮口的管壁厚度、炮耳的长度和直径，都与口径相同，具有铳身长、管壁厚、弹道低伸、射程远、命中率高等特点。"
