Đáng chú ý với mẫu xe mới của Chevrolet là có nhiều cải tiến về cơ học, khí động học và kiểu dáng. Z06 tập trung vào đường đua hơn đáng kể so với mô hình Stingray thông thường.
Trung tâm của Z06 là động cơ LT6 mà Chevrolet cho biết là động cơ V8 hút khí tự nhiên, mạnh mẽ nhất được trang bị cho bất kỳ chiếc xe sản xuất nào từ trước đến nay. Động cơ DOHC 5,5 lít có nguồn gốc từ mẫu xe đua Corvette C8.R và có khối xi-lanh bằng nhôm, van làm đầy bằng titan và natri. Piston bằng nhôm rèn và thanh kết nối bằng titan, bể chứa khô, trục khuỷu phẳng, thân bướm ga đôi 87 mm cùng một ống xả bốn trong hai trong một bằng thép không gỉ.
LT6 cho công suất 670 mã lực tại 8.400 vòng/phút và mô-men xoắn 623 Nm tại 6.300 vòng/phút, tất cả đều được truyền tới bánh sau thông qua hộp số ly hợp kép 8 cấp, bộ vi sai hạn chế trượt điều khiển điện tử.
Về hiệu suất, Z06 sẽ tăng tốc từ 0-96 km/h chỉ trong 2,7 giây hoặc 2,6 giây với gói hiệu suất Z07 tùy chọn sẽ được bổ sung sau. Một chiếc C8 tiêu chuẩn với gói hiệu suất Z51 mất 2,9 giây để hoàn thành chặng nước rút.
Z06 rộng hơn 9,4 cm so với Stingray để nhường chỗ cho lốp sau cỡ lớn 345/25 Michelin Pilot Sport 4S và cho phép luồng không khí nhiều hơn qua các lỗ thông gió bên.
Tấm chắn phía trước được làm mới và có cửa hút lớn hơn để hút không khí sạch vào bộ trao đổi nhiệt ở giữa cũng như làm mát tốt hơn cho hệ thống phanh cùng trục bánh xe. Các kỹ sư cũng thay đổi cách điều chỉnh hệ thống lái và giảm chấn từ trường (Magnetic Ride Control 4.0) để dành riêng cho Z06.
Z06 có bánh xe lớn nhất từng được sử dụng trên Corvette sản xuất, với kích thước 20 inch ở phía trước (kết hợp với lốp 275/30), trong khi 21 inch ở phía sau. Điều này là cần thiết để phù hợp với hệ thống phanh Brembo lớn hơn, bao gồm các trục quay 370 mm phía trước và bộ kẹp phanh 6 pít-tông, các rô-to 380 mm, bộ kẹp phanh 4 pít-tông ở phía sau.
Với những trang bị “khủng”, Z06 tạo ra 333 kg lực xuống ở tốc độ 299,3 km/h. Chevrolet còn có bánh xe bằng sợi carbon giúp giảm khối lượng không bung 18,6 kg, nhưng chỉ với gói hiệu suất Z07 được chỉ định.
Các tùy chọn khác bao gồm hai gói trang trí nội thất bằng sợi carbon, một gói nội thất bọc da, vô-lăng bằng sợi carbon và lẫy chuyển số, mười hai màu ngoại thất, bảy thiết kế bánh xe tiêu chuẩn, bảy màu nội thất, sáu tùy chọn dây an toàn và sáu màu kẹp phanh. Giống như Stingray, Z06 có thể có kiểu dáng thân xe coupe hoặc mui xếp cứng, sẽ được chế tạo cho các thị trường khác nhau với tay lái thuận và nghịch.