Thiết kế tàu ngầm này, tuy đã bị hạn chế trong việc kết hợp các công nghệ và vật liệu mới, theo National Interest. Đây là một sự thay đổi trong thiết kế tàu ngầm của Nga, theo truyền thống ủng hộ từ từ kết hợp các cải tiến nhỏ vào tàu mới, thay vì thiết kế lại triệt để. Yêu cầu thiết kế công nghệ mới dẫn đến một số tính năng riêng có khiến K-222 trở thành một trong những tàu ngầm nhanh nhất từ trước đến nay.
Gần như tất cả các tàu ngầm đều được chế tạo bằng hợp kim thép, có trọng lượng nhẹ và chống biến dạng, nhưng K-222 kỳ lạ hơn một chút. Thay vì thép, các nhà thiết kế đã làm vỏ tàu bằng titan. Titan nhẹ hơn thép và chống biến dạng tốt hơn, hữu ích cho các hoạt động của tàu ngầm dưới biển sâu, nơi sức ép của nước cực lớn. Tuy nhiên, có một số nhược điểm khi đóng tàu bằng titan.
Titanium đắt hơn thép thép ba đến năm lần. Không chỉ là nguyên liệu đắt tiền, nó cũng có giá thành cao hơn trong sản xuất. Bởi vì nó cứng hơn thép, máy móc phải là loại chuyên biệt mới có thể để thao tác vật liệu. Nó cũng rất khó hàn.
Không giống như thép hay nhôm, titan không thể được hàn trong ngoài trời. Khi nóng, như trong quá trình hàn, titan có thể dễ dàng hấp thụ bất kỳ nguyên tố nào có trong không khí, như oxy, nitơ... Những yếu tố này làm suy yếu titan và dẫn đến mối hàn kém chất lượng.
Để hàn titan đúng cách, Liên Xô đã phải xây dựng các nhà kho kín khí có thể biến thành chân không bằng cách bơm tất cả không khí ra ngoài, sau đó bơm đầy khí argon, một loại khí trơ mà titan nóng không thể hấp thụ. Những người thợ hàn phải mặc đồ bảo hộ giống như không gian đặc biệt có gắn các đường oxy để cho phép họ thở. Đó là một quá trình tốn kém, nhưng kết quả thật thú vị.
Tốc độ tối đa K-222 là khoảng 82 km/h, và nó có thể là tàu ngầm nhanh nhất, đủ để đuổi theo tàu nổi. Mặc dù có một nhược điểm: K-222 thực sự rất ầm ĩ.
Mặc dù K-222 được cung cấp động lực bởi hai lò phản ứng hạt nhân, nhưng cánh quạt chân vịt gây ra rất nhiều hiện tượng tạo khoang (các bong bóng nhỏ hình thành dọc theo mép cánh quạt) và gây ra tiếng ồn.
Sau một tai nạn trong quá trình bảo dưỡng định kỳ, K-222 đã được đưa vào dự trữ từ năm 1988. Năm 2010, K-222 đã bị loại bỏ khi cả lò phản ứng hạt nhân và nhiên liệu vẫn còn trên tàu. Thiết kế thân tàu ôm xung quanh các lò phản ứng, và dường như chưa có cách để loại bỏ chúng. Một số chi tiết thiết kế của K-222 đã được tích hợp vào các thiết kế khác của Liên Xô, đặc biệt là lớp Alfa, một tàu ngầm làm bằng titan khác.
