Su carrocería mide 4.665 mm de largo, 1.895 mm de ancho y 1.370 mm de alto. Es decir, tiene unas proporciones parecidas a las de un Aston Martin Vanquish S. Un BMW M3 Coupé es más estrecho y alto. Un Ferrari 430 F1 o un Alfa 8C Competicione son más cortos, anchos y bajos.
El motor es un V6 (Nissan denomina a este motor con el código «VR38DETT») y tiene dos turbocompresores, uno para cada fila de cilindros. Las paredes de los cilindros están recubiertas con un tratamiento que, frente a las camisas, favorecen que el bloque (de aluminio) sea más ligero (unos 3 kg) y que la disipación de calor sea mayor. El cárter inferior es de magnesio.
El motor va colocado sobre el eje delantero; la caja de cambios está justo delante del eje trasero, una disposición que se podría llamar transaxle. Lo peculiar del Nissan GT-R es su sistema de tracción a las cuatro ruedas. En parte a causa de su sistema de tracción total, es un coche pesado (1.815 kg en condiciones de homologación). 
El GT-R tiene dos árboles de transmisión, uno que va desde el motor (colocado en la parte delantera) a la caja de cambios (en la parte trasera) y otro que envía fuerza a las ruedas delanteras desde la caja de cambios. Como la caja de cambios está en el eje trasero, el árbol de transmisión que manda fuerza a las ruedas delanteras tiene que ser muy largo. Nissan ha colocado la caja de cambios cerca del eje trasero porque el reparto de pesos es más favorable.
El sistema de tracción total «ATTESA E-TS» distribuye la fuerza a las ruedas delanteras cuando es necesario. En condiciones normales, el coche circula impulsado por las ruedas traseras pero el sistema de tracción permite pasar hasta un 50% de la fuerza del motor a las ruedas delanteras para mejorar la tracción en condiciones difíciles como bajo la lluvia, en hielo o nieve. Además, la coordinación entre el control de estabilidad y el del sistema de tracción se utiliza para producir variaciones en la trayectoria; en general, el objetivo es que las ruedas delanteras no tengan nada de tracción si el coche subvira y sí la tengan si sobrevira.
El Nissan GT-R pesa 1.815 kg; es claramente más pesado que los coches semejantes de tracción total y motor delantero (como un Audi S5, 1.705 kg) y que los coches de motor trasero con tracción total (un Lamborghini Gallardo pesa 1.565 kg, aunque tiene una carrocería más corta que el Nissan).
Actualmente no hay ningún coche -al menos al a venta en España- que tenga motor delantero, caja de cambios en el eje trasero y tracción total.
Otra peculiaridad es la caja de cambios automática de seis marchas y doble embrague, desarrollada para el GT-R por Borg Warner junto con Nissan. Tiene tres modos de funcionamiento: «Normal», «R-Mode» y «Nieve». El primero da prioridad a la suavidad y engrana marchas en menos de 0,5 s. El segundo da prioridad al rendimiento y cambia de marcha en 0,2 s. El programa «Nieve» está previsto para un arranque y cambio de marchas en superficies muy poco adherentes.
La carrocería está hecha a partir de elementos de fundición de aluminio (también en ciertas partes de la suspensión), acero y fibra de carbono (algunas piezas del frontal y el difusor de la parte trasera de la carrocería).
El coeficiente aerodinámico Cx del GT-R es sólo 0,27, un valor extraordinariamente bajo para un coche con alerones y entradas de aire tan grandes. Los deportivos de este tipo suelen tener un Cx superior a 0,30, salvo el Posche 911 en su versión Carrera de 345 CV, que tiene 0,29. En parte, el resultado del Nissan es así de bueno porque la carrocería está carenada por su parte inferior.
Las pinzas de freno son monobloque y las fabrica Brembo. Las delanteras tienen seis pistones y las traseras cuatro. Los cuatro discos son ventilados y perforados. 
Todas las versiones tienen control de estabilidad de serie con tres modos de funcionamiento, «Normal», «R-Mode» y «Off». El control de estabilidad tiene una función que evita que el coche retroceda al iniciar la marcha en pendiente.
La suspensión es de paralelogramo deformable en los dos ejes. Los amortiguadores («Bilstein Damp Tronic») tienen un sistema de control electrónico que permite dar la fuerza de amortiguación necesaria en cada momento. Ésta es ajustable en tres niveles mediante un mando del salpicadero.
Los neumáticos pueden ser unos Bridgestone RE070R o unos Dunlop SP Sport 600 DSST ambos del tipo «RunFlat», que permiten rodar sin presión durante 80 km a 80 km/h. Los delanteros son 255/40 R20 y los traseros son 285/35 R20. Están hinchados con nitrógeno para favorecer que la presión se mantenga constante a pesar de los cambios de temperatura que se producen al rodar.