В автоматике 2А42 был использован затвор поршневого типа с копирным механизмом запирания и отпирания, позволивший реализовать практически безударное досылание патрона. Описывая достоинства этого решения, создатели пушки в качестве примера указывали, что их орудие демонстрирует темп стрельбы такой же, как у автомата Калашникова, при втрое большей размерности и в пятьдесят раз большей массе патрона.
Примечательной особенностью орудия является необычно большая длина его ствола, равная 80 калибрам (для сравнения: ствол пушки ГШ-301 имеет длину 50 калибров, у других авиационных пушек этот параметр и того меньше). За счет этого удалось существенно повысить баллистические качества орудия, включая начальную скорость снаряда, достигающую 970 м/с (870 м/с у пушки ГШ-2-30 и 860 м/с у ГШ-301), его бронепробиваемость, точностные характеристики и прицельную дальность прямого выстрела.
На Ми-28 пушка вынесена под фюзеляж и установлена в подвижной защищенной установке НППУ-28 (9А4349) — подобии вращающейся башни. Стрельба может вестись одиночными выстрелами и очередями с малым (200–300 выстр./мин) или большим темпом стрельбы (до 900 выстр./мин), более эффективным по подвижным целям. Прицельная дальность стрельбы из пушки 2А42 составляет 4000 м, что позволяет вести огонь, не входя в зону поражения зенитных средств противника.
На Ка-50 пушка смонтирована в оригинальной бортовой установке НППУ-80 с вертикальной наводкой, ограниченно подвижной по азимуту (подвижность по горизонту всего в 2° влево и 9° вправо, в основном, используется для компенсации колебаний вертолета при прицеливании и стрельбе). Такое решение объясняется способностью вертолетов соосной схемы к быстрому плоскому развороту и наведению пушки на цель с использованием лазерного маркера. Питание пушки 2А42 селективное — лентами из двух патронных ящиков с 240 бронебойно-трассирующими и 230 патронами ОФЗТ, в зависимости от характера цели. Благодаря установке пушки вблизи центра масс Ка-50 и ее более жесткому креплению была продемонстрирована при испытаниях очень высокая точность стрельбы.
Этой же пушкой может быть оснащен десантно-штурмовой вертолет Ка-29, где она монтируется в неподвижной установке слева по борту, с подачей патронных лент через окно из фюзеляжа. Пушка 2А42, использующая затвор поршневого типа с копирным механизмом отпирания-запирания и безударным досыланием патрона, показала рекордные характеристики по надежности. Если для НР-30 при испытаниях допускалось 0,2 % задержек от общего числа выстрелов, то при сдаче на вооружение 2А42 в 1985 г. разработчики предложили смелый эксперимент: для подтверждения заданной живучести в 6000 выстрелов на шести полигонах в разных климатических условиях из дюжины пушек были отстреляны 72 тыс. патронов — все без единой задержки.