вместо подъёмного винта установили двойные винта Мангина; установили два дополнительных 9' орудия в центральной батарее (по одному на борт) и два 10' орудия в корме вместо одной 9' пушки, передвигавшейся к тому или иному борту .
Расстояние между броневыми траверзами в оконечностях составляло на 'Нельсоне' 55,2 м, в то время как на 'Беллерофоне' оно равнялось 27,7 м; однако зауженные батареи Рида всегда были подвержены риску получить большие повреждения от снаряда, влетевшего в один из больших орудийных портов, поскольку орудия внутри не отделялись друг от друга экранами. Барнаби же предусмотрел противоосколочные переборки из дюймовой стали между 9' орудий, широко расставленных друг от друга и объединённых по два. 10' орудия, установленные в глубоких амбразурах в носу и корме, защищались толстой бронёй, а их сектора горизонтального обстрела простирались от диаметральной плоскости до траверза. Но в то время как короткая центральная батарея на корабле Рида была удачно размещена и обеспечивала точную стрельбу при следовании корабля поперёк волн, широкое расположение главных орудий на кораблях Барнаби подвергало их сильному воздействию килевой качки, что оказалось неприемлемым для кораблей открытого моря. Как и на 'Шенноне', залповая стрельба была возможна только при специфической форме атаки: орудия заряжались и накатывались под прикрытием броневых траверзов, а стрельба велась посредством электрозапалов без участия расчётов, при бое на короткой дистанции слишком подверженных действию огня противника. После производства бортового залпа корабль разворачивался носом на противника.
Орудия перезаряжались под прикрытием траверзов, после чего повторялся процесс маневрирования для производства следующего бортового залпа. Подобная тактика была применима только для случае одиночной дуэли и совершенно не годилась в линейном бою. Поэтому в качестве флагманов для дальних станций они представляли собой неплохие корабли, чтобы противостоять вероятному противнику в тех районах, но этим их ценность и исчерпывалась.
Таран представлял собой заостренную треугольную плиту, выступал на 3,35 м вперёд от форштевня и был усилен по бокам 75мм плитами. Он являлся продолжением броневой палубы и, в отличие от тарана 'Шеннона', не был съёмным.
Защита 'нельсонов' по ватерлинии, в отличие от 'Шеннона' с его неполным броневым поясом и броневой палубой ниже ватерлинии в носу, состояла из бортового бронирования в средней части корабля и броневых палуб ниже ватерлинии в носу и корме – подобная схема была впоследствии применена на 'Инфлексибле'. Пояс в середине простирался на 55,2 м и стал самым длинным изо всех, которыми когда-либо оснащались корабли Барнаби со смешанным палубно-поясным бронированием. Его нижняя кромка уходила под воду на 2,74 м, а высота над ватерлинией составляла 1,22 м. Конструктивно он состоял из плит двух типоразмеров – выше шёл ряд 229мм железных плит на 254мм тиковой подкладке, под которым проходила полоса плит в 152 мм на 343мм подкладке. В оконечностях пояс перекрывался внутренними поперечными переборками также из плит двух толщин: 229 мм выше и 152 мм ниже ватерлинии. Они поднимались до верхней палубы на 6,7 м выше нижней кромки пояса, где сначала загибались под углом к бортам, образуя угловые порты для 18-тонных орудий, а затем проходили по борту к центру на 8,4 м как широкий экран для батареи. Пояс перекрывался 51мм броневой палубой, прикрывающей машины, котлы и погреба боезапаса. За переборками она опускалась сразу до уровня нижней палубы и продолжалась до штевней при толщине 76 мм, прикрывая в корме рулевой привод, а в носу опускаясь до тарана. Пространство между этой и главной палубами было занято провизией, углем и цистернами пресной воды, что должно было предотвратить затопление в случае разрушения небронированного борта. Полагали, что 76мм палуба, отстоящая на 1,2 м ниже ватерлинии, как суррогат бортового бронирования 'Шеннона', даже лучше предохранит корабль от затопления и сохранит его остойчивость, чем 305мм поясная броня. Было неважно поэтому, попадет ли снаряд в ватерлинию или нет. В кораблях с поясным бронированием снаряд, пробивший пояс и разорвавшийся внутри, мог или взорвать погреб боезапаса или полностью затопить нос или корму, выведя погреб из строя, а большое количество принятой воды могло роковым образом повлиять на управляемость корабля. 'Нельсон' же, приняв через бортовую пробоину воду, при условии сохранения броневой палубы неповреждённой, сохранял его мореходные качества и боевые возможности практически неизменными.
Различие между защитой рулевого привода посредством подводной броневой палубы и с помощью пояса хорошо различимо. На 'Нельсоне' рулевые привода и механизмы находились полностью ниже уровня воды и располагались на палубе, проходившей под броневой, которую можно было переместить ещё ниже без повреждения управления. Что же касается 'Шеннона', его рулевой привод располагался над одинарным винтом и легко поражался снарядом, пробившим броневой пояс. На кораблях с двухвальной машинной установкой рулевой привод мог быть размещён ниже, но даже в этом случае он был бы более уязвим через тонкую бортовую броню и надводную палубу, нежели через палубу, находившуюся ниже ватерлинии.
Паровые машины фирмы 'Пени', установленные на 'Нортхемптоне', имели три одинаковых цилиндра, способных работать в режиме полного хода как цилиндры высокого давления простого расширения, а в режиме экономического хода – как цилиндры машины-компаунд, лишь первый цилиндр которой являлся цилиндром высокого давления. На пониженной мощности все они могли действовать в качестве цилиндров низкого давления при одноступенчатом расширении.
На первых пробегах требовалось держать руль 10° на правый борт, чтобы корабль шел ровно, поэтому для последующих испытаний лопасти винтов уменьшили. Так или иначе, но при мощности 6062 л.с. наибольшая скорость составила лишь 13,17 уз, положение руля при этом было 5° на тот или иной борт. Даже после дальнейших модификаций винтов и руля эти показатели не удалось сколько-нибудь улучшить, а 'Нортхемптон' всегда развивал скорость почти на узел меньше, чем 'Нельсон' (даже при развитии предельного давления пара в котлах).
Оба корабля имели парусное вооружение барка с очень длинными реями. Площадь парусов составляла 2301 м2. В военное время из рангоута оставались только собственно мачты, в то время как стеньги надлежало срубить. В 1886 г. 'Нортхемптон' имел боевой марс на бизань-мачте, а 'Нельсон' во время ремонта в 1889 г. получил новые мачты с марсами на фок- и бизань-мачтах. При наличии сильного сопротивления движению со стороны двойных винтов Мангина и длинных валов не было неожиданностью, что оба корабля оказались неважными ходоками под парусами – валкими и подверженными дрейфу при штормовом ветре, в прочих же случаях они были довольно устойчивы на курсе. Назначенный в 1888 г. на 'Нортхемптон' в качестве командира сэр Роберт Хастингс Харрис впоследствии вспоминал:
'Им было далеко не приятно командовать, как боевым кораблем. Специалисты-кораблестроители, которые были достаточно осведомлены о его дефектах, и которые знали, что как боевой корабль он был фальшивкой, не должны были тратить на него деньги. Среди самых его неисправимых особенностей были: неспособность развить под парами ход больше 10 узлов; паровой шпиль, который так же часто отказывал, как и поднимал якорь; паровой рулевой привод, который, если с трудом и приводился в действие, в непредвиденных случаях сразу стопорился в положении 'на борт' (на тот или другой, причём направление было непредсказуемо), после чего требовалось по меньшей мере крайней мере 10 минут интенсивного ремонта, прежде чем его можно было вернуть к действию'.
Построенные специально для длительного крейсерства, они могли пройти 7000 миль при запасе угля 1000 т или держать 7-узловую скорость в течение 40 суток. Ни один корабль того времени с парусной оснасткой не имел запаса угля больше, чем 970 т – такой запас мог принимать 'Сьюперб' – так что запас угля в 1150 т на 'нельсонах' был принят именно для возможности их использования в океане.
