大型コンテナ船の設計においては以下の点が留意される。

高速航行性と耐航性を備える船型の開発・設計

上甲板の大開口と船体強度の確保

積付けの迅速性

セル構造コンテナ船の船艙を見下ろしたところ。コンテナが左右にずれない様にするためのセルガイドという鋼鉄製の枠が走っているガントリークレーン等がない港でも荷役出来る、船上に備え付けられた門形クレーン。

ほとんどのフル・コンテナ船や多くのセミ・コンテナ船では、貨物コンテナの搭載にセル構造をとっており、船体の動揺時のコンテナ保持と荷役作業の効率化のために、コンテナ四隅の位置にセル・ガイドと呼ばれる垂直レールを備えてコンテナを横方向に動かないよう固定する構造がとられている。レールの最上部にはエントリー・ガイドと呼ばれる斜体が付いていてガントリークレーンなどを使った搭載時に容易にはめ込めるようになっている。この構造全体がセル（Cell）構造やセルラー（Cellular）構造と呼ばれ、セル構造を持つ船倉はセルラー・ホールド（Cellar Hold）と呼ばれる。
クレーン

比較的大きなコンテナ船やフル・コンテナ船では、場所や重量の節約のために船上に荷役機器（クレーンなど）を備えない船が多く、コンテナの積み卸しは、埠頭に設置されているコンテナ専用のガントリー・クレーンで行う場合が多い。しかし、2,900 TEU以下の比較的小さなコンテナ船では、揚荷施設の未整備な港での積み下ろしなどのために自らクレーンを備えている傾向がある[5]。
ハッチカバー

大型セルコン船では、ハッチを閉じるハッチカバーは、旧型船では油圧駆動のヒンジ式等が使われていたが、21世紀の現在はポンツーン型で岸壁のクレーンによって開閉するようになっている。鋼製のポンツーン型ハッチカバーも最初はゴムガスケットで水密が考慮されていたが、貨物がコンテナだけなので現在では船首の1番ハッチ以外は特にガスケットは付けられない場合が多い。また、ハッチの固定締め付けも、その上に積載されるコンテナ重量とコンテナの固縛で押さえられるためにほとんどの船で省かれている。
ラッシング・ブリッジ

ギャングと呼ばれるコンテナの固縛作業やその解除を行う専門作業チームがラッシング作業を安全・迅速に行えるように上甲板上のコンテナ間に足場となるラッシング・ブリッジを持つ大型フルコンテナ船が登場している。また、ラッシングに加えて、従来船艙内だけだったセルガイドを上甲板上にまで伸ばしたセルガイド延長コンテナ船が登場している。このような設計ではハッチカバーそのものが無いため、海水や雨水が直接船倉内に侵入するので、排水装置が必要になり、消火設備も特に備えなければならない。船尾甲板上の係留作業用デッキの上にまで固定セル構造を備えた船もある。
エンジンコンテナ船のメインエンジン

コンテナ船はディーゼルエンジンでスクリュー・プロペラを回して推進力を得ている。また乗組員は20人から40人である。

船橋、居住区画、機関室は小型船ではほとんどが船尾に配置されているアフト・エンジン形式であるが、1,000 TEUを越えるフルコン船では船尾に近い船長の1/4-1/3程の位置に配置したセミアフト・エンジン形式が多くなる。

オイルショックにより原油価格が高騰した後、21世紀初頭の現在でも燃費優先の推進機関が選択されており、大きな船ほどより大きく低速で回転するディーゼル・エンジンを1軸直結の1軸推進器で駆動している。

口径1m近いシリンダーを100回転／分程度で回転させて、12気筒そろえて合計10万馬力程度のターボ過給のディーゼル・エンジンが大型コンテナ船で標準的に採用されている。船体が大型であると同時に、一般に船速が25ノット程度と一般商船の中では最速の部類であり、そのためタンカーなどと比べても大型の主機を搭載している。
減揺装置

横揺れによるコンテナの荷崩れを防止するために、アクティブな減揺装置としてフィン・スタビライザー、パッシブな減揺装置として減揺水槽（アンチローリング・タンク）、を持つ船が現れている。
コンテナの荷役
荷役の流れラッシング・ブリッジにギャングの2人が立っている。甲板上のコンテナは鉄製のバーやターンバックルで固定する。

以下は一般的な荷役を時系列に並べたものであるが、港によって多少異なる。
コンテナターミナルに搬入されたコンテナは、大きさ、種別、向け地別に大まかに分類され、仮置きされる。

船積みするコンテナごとの種類・向け地・重量などのデータを細かく計算し、本船への積付けプランを作成する。この重要な作業を行う者をプランナーと呼ぶ。

積付けが決まったら、電話やFAX又は本船が他港に停泊中であればその港の船内荷役会社（ステベ）を通して一等航海士と事前に打ち合わせをし、変更点があれば修正する。これはコンテナ船のスケジュールが分刻みで定められており、荷役当日のトラブルを極力回避するためである。またコンテナヤードではスムーズに船積みできるよう、積みつけプランに基づき仮置きされたコンテナの配置替えを行う。

本船が着岸すると作業員は速やかに乗り込み、当該箇所のコンテナ固定器具を解除して船卸しの用意に取りかかる。同時に荷役責任者は一等航海士とプランの最終確認および出港時刻などの打ち合わせを行う。この荷役責任者のことをフォアマンとよぶ。

荷役は通常、船卸しから始められる。岸壁では次々と揚がってくるコンテナの番号、シール番号と外装を検数員がマニフェスト（Manifest、積荷目録）に基づくデータと対査し、問題がなければ専用シャーシに乗せられトレーラーヘッドに引かれてコンテナヤードに搬入される。

ヤード内ではストラドル・キャリアやトランステナーなどの荷役機器によって段積みで蔵置される。また冷凍コンテナや危険品は専用の区画へ蔵置される。

船積みは船卸しと逆の要領である。ヤード内から船側（せんそく）に運ばれたコンテナは、積付けプランに従って本船に積み込まれる。通常船艙にはセル・ガイドという横ずれ防止用の枠があるので特に強固に固定する必要はないが、上甲板上に積む際には上下のコンテナ同士を「ツイストロック」又は「オートロック」などの器具で固定するほか、1-3段目までのコンテナを「ラッシングバー」「ターンバックル」などの頑丈な器具で厳重に固定する。

出港時刻は本船が着岸する前に既に決まっていることが多く、定められた時間までに荷役を終わらせて、本船は次の港へと出港していく。


コンテナ船の内部