W pojeździe zastosowanych zostało wiele nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych, które do dziś wykorzystywane są przy produkcji drogich samochodów sportowych i limuzyn. Auto było pierwszym na Świecie seryjnie produkowanym pojazdem z nadwoziem w pełni wykonanym z aluminium. Z lekkich stopów wykonane zostało także podwozie pojazdu oraz elementy innowacyjnego niezależnego przedniego i tylnego zawieszenia. Po raz pierwszy zastosowano również opracowany przez Hondę silnik ze zmiennymi fazami rozrządu – VTEC, wykonany w układzie V6 o pojemności 3 l i mocy 275 KM.
Linia nadwozia powstała przy współpracy z Pininfariną, której model NSX zawdzięcza m.in. przeszkloną linię dachu oraz tylny spojler wkomponowany w elementy nadwozia, a także niski współczynnik oporu powietrza wynoszący 0,32. Kokpit pojazdu skonstruowano na bazie zdjęć z myśliwca F-16. Samochód posiadał centralnie umieszczony (tuż za plecami kierowcy) silnik benzynowy, wyposażony w kute tłoki i tytanowe korbowody. Ayrton Senna podczas testów modelu przedprodukcyjnego zwrócił uwagę inżynierom na zbyt małą sztywność nadwozia jednocześnie dając im wskazówki, aby dopracować pojazd. Ostatecznie sztywność nadwozia wzmocniona została o 50%.