Podobnie jak chyba wszystkie wersje tego modelu, Z06 charakteryzować będzie typowa, sportowa sylwetka oraz bardzo mocny silnik. Jednak w porównaniu do wprowadzonej w tym roku szóstej generacji Corvette C6 nowy model będzie miał większy i mocniejszy silnik. W C6 pracuje sześciolitrowa jednostka V8 osiągająca moc 405 KM i maksymalny moment obrotowy 543 Nm. Przy tworzeniu silnika do nowej Corvetty inżynierowie GM wzorowali się na już niemal legendarnych, ogromnych silnikach znanych z wcześniejszych wersji modelu. I tak powstała siedmiolitrowa jednostka ośmiocylindrowa, która dysponuje mocą 500 KM oraz maksymalnym momentem obrotowym 657 Nm. Silnik ten, oznaczony symbolem LS7, wytwarzany ręcznie, jest najmocniejszą jednostką typu "small block", która trafiła jak dotąd do produkcji.
500-konna jednostka potrafi rozpędzić ważącą 1.419 kg Corvette Z06 do prędkości 100 km/h w niecałe cztery sekundy. Równie imponująca jest maksymalna prędkość, z jaką może poruszać się to auta. Niewiele seryjnie produkowanych aut jest w stanie osiągnąć prędkość 305 km/h. Napęd na tylne koła przenoszony jest za pomocą sześciobiegowej, manualnej skrzyni biegów.
Do wyścigowych możliwości silnika dostosowane zostało podwozie nowej Corvetty. Aby utrzymać rozdział masy w stosunku 50:50, aluminiowe podwozie wzmocnione zostało związkami magnezu, błotniki i nadwozie wykonane zostały z włókien węglowych, a akumulatory umieszczone zostały w tylnej części auta. Przednie koła dysponują 18-calowymi kołami z oponami o rozmiarze 275/35, a tylne 19-calowymi z oponami 325/30. Zmodyfikowane zostały także amortyzatory oraz stabilizatory, a całkowicie zmienione hamulce. Średnica tarcz hamulcowych na przedniej osi wynosi 355 mm, na tylnej 340 mm.
Oprócz zmian technicznych, Corvette Z06 będzie różniła się od innych wersji modelu także pod względem wyglądu. Aby zapewnić większą stabilność pojazdu powiększono przednie wloty powietrza. Temu samemu celowi podporządkowane zostały wloty powietrza na masce silnika i na bokach za tylnymi kołami, mały przedni spojler, boczne progi, większy tylni spojler oraz cztery rury wydechowe.
W wyposażeniu Z06 znajdują się m.in. dwie poduszki powietrzne, ABS, klimatyzacja automatyczna i skórzane siedzenia w dwóch odcieniach. Aby jeszcze bardziej uatrakcyjnić ten model można zamówić dodatkowo podgrzewane siedzenia, system nawigacyjny czy boczne poduszki powietrzne.