设计上，车头采用小鹏X-Robot家族式前脸，配备贯穿式日行灯以及分体式大灯。前格栅采用无边框设计，内部装饰被官方称为能量晶石。两颗激光雷达布置在两个大灯的下方，也是小鹏的惯用操作。小鹏X9配备了悬浮式车顶，以及大倾角的A柱设计，A柱的倾角达到了21°。 侧窗采用纯平的设计，目的是降低风阻。小鹏X9的风阻系数为0.227。车身尺寸方面，新车轴距为3160mm，长宽高分别为5293mm、1988mm和1785mm。
小鹏X9的车尾也是非传统的造型，后窗也有一个大倾角，而非MPV传统的近乎垂直于地面的设计。贯穿式尾灯则是常规操作，不过内部嵌入了可点亮的小鹏LOGO。
车内则是家族化的设计风格，主打的还是简约风格。空调出风口的设计有些特色，并且内饰也用上了山居真木装饰。前排配备了双50W的无线充电面板，下方设计了开放式的储物空间。作为首款搭载XOS天玑智能座舱的车型，小鹏X9的车机首页支持分屏，导航可锁定在左侧三分之一的位置，快捷键也支持自定义，还配备了全新的小P形象。前排触屏尺寸为17.3英寸，后排给了一块可收起的21.4英寸大屏，并且角度可调。
小鹏X9采用2+2+3的七座布局，第二排的两个独立座椅，可选装零重力太空沙发，并且配备了小桌板。第三排也配备了电动调节的靠背和头枕，以及独立空调和充电接口。车内提供电动开闭冰箱，容积达到10.8L。Xopera音响扬声器数量达到23个，功率达到2180W。
小鹏X9采用传统的下沉式后备厢，三排全部使用时，后备箱容积仍然达到755L。第三排可完全收纳至地板下方，并且采用了电动折叠，后备箱容积可扩展至2554L。
小鹏X9采用了扶摇架构，支持全域800V，以及前后一体式铝压铸等技术。新车单电机版本提供235kW的前置电机，四驱版本则在后轴增加了135kW的电机实现四驱能力。610版采用84.5kWh的磷酸铁锂电池，其余版本都是101.5kWh的三元锂电池。小鹏X9还配备ZF的后轮转向产品，后轮转角为±5°，将洗车的转弯直径控制在10.8米。X9同样会搭载小鹏的XNGP智能辅助驾驶，发布会上公布的覆盖城市达到243个。
