T-800系列やT-1000同様、ロボットであるため基本的に無表情だが、ジョンの血の付いたガーゼから彼のDNAを検出した際に驚愕の表情を見せたり、カーチェイスのシーンにて、乗っていたクレーン車のブームにしがみついたT-850を振り落とした際は、薄く笑みを浮かべるなど従来機種より表情もいくぶん豊かになっている。美女を模しているためか、警官に車を停められた際にヴィクトリアズ・シークレットの下着の広告のバストをコピーして瞬時に巨乳化し、妖艶な表情で微笑みかけ男性警官を誘惑するなど、自身のグラマラスな身体を利用した行動をとることもある。また、核シェルター入口における最後の戦いでは、断末魔の叫びとも取れる絶叫を上げている。

T-800系列よりも体格は一回り小さく設計されてはいるが、後述の内蔵武器を用いない素手の力だけでも人間離れしており、ただ突き飛ばしたり蹴り上げたりするだけで公式設定で約900kgもあるT-850が宙を舞うほど。T-850も「単純なパワーでも自分より優る」と述べている。移動速度は常人の歩行速度から、時速80キロメートルの車に追いつく凄まじいスピードまでを発揮でき、この点もT-800以前はもちろんT-1000よりも大幅に性能が向上している。耐久性も従来型より増しており、相当な威力を持つ重火器でも破壊することは困難でありT-850は「破壊は不可能」と言っている[5]、また金属の塊である自身に電流を流される場合は自身の回路を保護するため、一時的に体全体の回路を遮断することも可能である。ただし関節部分の強度は他部分よりは劣る[6]。また、機械の身体ゆえに同等の体格の人間に比べて重量はあっても、改良されたことで従来のターミネーターに比べ軽いためか、はたまたパワーを生かした格闘戦よりも後述する内蔵兵器により攻撃するようプログラムされているためなのか、CRS本部のトイレやクリスタル・ピークの防護シェルターでの格闘戦ではT-850の卓越した格闘技にやや押されていた。

耐久性を重視しサイズの軽量化は図られているものの、金属骨格の上に液体金属で覆われているため、金属の塊となってしまった事による重量化はどうしても避けられず、その容姿に似合わない重量[7]でレクサス・SC430のサスペンションが沈みこむ描写がある。また内蔵武器のパーツに鋼鉄を使用している為、磁石（粒子加速器）に張り付き、覆っていた液体金属も溶け出してしまうという問題も抱えている。さらに金属骨格の中に多数の配線が張り巡らされているので、外敵に骨格を切断されたり潰されることで、配線が露出すると大幅に耐久性が減少してしまう欠点がある。
内蔵武器

T-Xの最大の特徴が、武器を現地調達していたT-800系列やT-1000に対し、未来の先端科学技術で生み出された強力な武器を内蔵している点である。事前の広告では内蔵武器は2億種類（10億種類とも）といわれているが、本項では登場する武器のみ記載する。どの武器も腕の部分を変形させて使用するため、使用の際タイムラグが発生し、隙が生じる。
プラズマ砲
T-Xの主力武器。右腕に内蔵されている。強力な光弾を発射する。その威力は非常に高く、消防車を一撃で粉砕させたり、公式設定約900kgのT-850を約十メートルほど吹き飛ばしパワーセルを1個破損させるなどした。反面、連射は効かない上に弾道速度があまり速くないと言う欠点がある。作中では、T-850との初戦時、ジョンとケイトの追跡時のカーチェイスの時に、ケイトの殺害にも使用しようとしたが、T-850の攻撃によって破損し、使用不能となった。
ナノテクノロジー・トランスジェクター
左手に内蔵されている。使用する際は指先に搭載されているデータ転送用ポイント・ドリルを使用して他のマシンのプログラムを書き換え、それを自在にリモート・コントロールできる。操る対象は機械類であれば、車両やロボット兵器など種類を問わず多彩であり、旧型T-800系列のターミネーターモデルすらも操れる。が、精密なプログラムが成された機械は完全には操り切れない事もあり、激闘の末、半壊させたT-850にジョンとケイト殺害のプログラムを施したが、元の二人の安全を確保し、保護すると言うプログラムから不当な命令として遂行を強く拒否され、一旦停止からの再起動をもってしてそのプログラムを消去されている。
火炎放射器
プラズマ砲の代替武器。右腕に内蔵されている。プラズマ砲より威力は劣るが、広い効果範囲を間を置かず発射し続けられる。主にターゲットの抹殺に使う。T-850との格闘戦時にも使われるがT-850の骨格にダメージを与えることができなかった。しかし、T-850が電気をT-Xに流した際に火炎放射器に使うプラズマエネルギーが暴発、結果的にT-850を瀕死状態にすることに成功する。しかも火炎放射器に使うエネルギーは少量のため破損することはなかった。
回転カッター
左腕に内蔵されている。金属をたやすく切断できる。作中では、コピーした人物の殺害時、T-850の運転する車の天井を抉じ開ける時、巨大電子磁石となる粒子加速機に捕まってしまった際の破壊に使用している。
変身形態

身長は179cm、無駄な肉が全く付いていないほど引き締まった体型をしている。ベースの容姿となった人間は類いまれな美貌とプロポーションを持った女性モデルであり、完璧な美しさを求めて造形された。

普段は主に錆色のレザースーツ姿がメインだが、本項では本編で表した姿で、一時的なものも含め全て記載する事とする。
裸体
ビバリーヒルズにて未来から転移してきた時の姿。セクシーボディーとブロンドの長い髪の毛が特徴。小説版では服を奪った女性から、シミひとつない美しい顔立ちを持ち、胸の形も完璧で全く垂れていないと評されるほどの美貌を持つ。ゲーム作品Terminator 3: The Redemptionでは転移前の裸体の彼女が登場するが、髪型は何故か既にシニヨンになっている。
錆色の服装
劇中で最も多く登場するのがこの姿。通りすがりの女性（キャロリン・ヘネシー）が任務の目的に適切な身長、体形だったため、彼女を殺して錆色の革ジャケットと薄着のシャツとパンツ、黒いレースのワンダーブラと黒のひも型ビキニパンティ、その他のアクセサリーまで全て着ているように見せかける。ボディラインを強調するタイトなスタイルが特徴的。髪もシニヨンに纏め、より女性らしい雰囲気を醸し出している。T-1000同様、この服装は実際に着用している訳ではなく液体金属を変化させて服を着せているように見せており、作中ではT-850との戦闘でも一切服が損傷しない他、身体の方向を変えずに頭部両腕両足が後ろ向きになった際は服装も前後が入れ替わっている。小説版では実際に奪って身につけており、警官を誘惑する際に服を脱いで裸体を見せつけている。
スコット・ピーターソン
逃走したケイトに近づくため、婚約者であるスコットを殺害してなり代わった姿。殺害後に訪れた警官の車に同乗、警官を殺害してケイトのいる墓地に向かう。墓地にてケイトを見つけ、不敵な笑みを浮かべながら彼女の目の前で上記の姿に戻る。この時の変身の際、一端液体金属を外して骨格状態になり、その直後にまた液体金属を被せ、上記の姿になった。
CRSの女性職員の制服姿
T-1を起動させるためにCRSに侵入した時の姿。服装を真似て変化させただけなので、顔立ちは錆色の服装の時と変わらない。
ケイト・ブリュースター
T-1を起動させた後、彼女の父でありターゲットであるロバートに近付き殺すために変身した。美人だが薄紫のシャツに黒のスキニーパンツ、野暮ったいジャケットとかなり地味な服装。いきなり彼女に変身できたのは、序盤で彼女の喉を踏みつけたときにデータをコピーしたため。
骨格姿
表層の液体金属を除いた、T-Xの本来の姿。丸みを帯びた人間の女性に近いフォルムの金属ボディーでシルバー色の頭蓋骨に青く光る細い目があるのが特徴。口や頭部、関節部分など一部青色に光る部分が存在し、光る部分が点滅することで液体金属をコントロールし、機体が特定の人間に変身したり服を着ているかのように偽装している。骨格自体は痩せ気味で口は割と大きめで、歯は産業用ダイヤモンドより硬い。終盤、激しく咆哮を上げながらジョンに襲い掛かるが、T-850に動きを封じられてT-850の水素電池を口腔に押し込められ、T-850共々爆発に巻き込まれて破壊された。最期に爆破される直前に、液体金属で以前の顔を再構築しようとするが、液体金属をコントロールする機能が故障していたために正常な擬態機能が働かなくなっており、色が肌色でなく元の銀色となっていた。
作中における行動
『ターミネーター3』

ターミネーターを過去に送り込んでジョン・コナー（以下ジョン）本人もしくはその母親サラ・コナーを殺害し、歴史上に現れる前に存在そのものを抹消する作戦が、二度に渡り失敗に終わったことを受け、さらに強化された性能を与えられて、最重要ターゲットのジョンに加えて、後に彼と共に抵抗軍の最重要人物となる者たちの殺害をも命じられて、2032年から2004年のロサンゼルスに送り込まれる。これに対抗してジョンと、彼の未来の妻にして副司令官の役割を担うことになるケイト・ブリュースター（以下ケイト）を確実に保護し生存させるよう命じられ送り込まれたT-850、そしてターゲットであるジョンとケイトと、未来の存亡を掛けた一騎討ちを繰り広げることとなる。