Przede wszystkim w stosunku do BTR-3 nowy model charakteryzuje się zmienionym kadłubem, unowocześnionym napędem i wzmocnionym opancerzeniem oraz poprawą komfortu przewożonych w środku żołnierzy. Kadłub jest podzielony na trzy przedziały (przedni dla załogi, środkowy z silnikiem i tylny dla desantu) podobnie jak w niemieckim TPz Fuchs. Pojazd opracowano w dość krótkim czasie dzięki doświadczeniom charkowskich inżynierów przy opracowywaniu BTR-3 i obecnie BTR-4 jest oferowany w różnych wersjach na rynkach eksportowych. Cena jednostkowa transportera w najnowszej wersji BTR-4WM zależy od ilości zamówionych sztuk pojazdów i uzbrojenia, które przenosi – według producenta w podstawowej wersji transporter ma kosztować 1,2-1,5 mln dolarów.

W transporterze zastosowano układ 8 x 8. Rozwiązanie takie pozwala na budowę kołowych transporterów opancerzonych o wadze od 15 do 30 ton. Taki przedział masowy pozwala na zbudowanie transportera w wersji bojowego wozu piechoty, transportera piechoty, albo w wersji platformy dla różnych systemów broni. Ukraiński producent wyszedł z założenia, że na współczesnym polu walki, a także w misjach pokojowych cięższy transporter jest odpowiednią platforma, a lekkie transportery 4 x 4 i 6 x 6 ważące mniej niż 10-12 ton są coraz częściej traktowane jako nie nadające się do roli transportera większej liczby żołnierzy z pełnym uzbrojeniem i raczej ich przeznaczenie będzie ograniczać się do specjalistycznych zadań, takich jak z misje zwiadowcze, czy patrolowe. Tym również wyjaśnia się fakt, dlaczego w ostatnich latach najbardziej wrosła na rynku międzynarodowym rynku liczba opracowywanych i sprzedawanych transporterów w konfiguracji 8 x 8.

W konfiguracji wyjściowej BTR-4 jest przeznaczony dla transportu żołnierzy i wsparcia w walce bezpośredniej. Wyposażony jest także w system ochrony przed bronią ABC i w środowisku skażonym oraz system regulacji ciśnienia w oponach. Załoga i przewożeni żołnierze siedzą na antywibracyjnych fotelach przypiętych do sufitu.  BTR-4 może przewozić – zależności od wersji - sześciu do dziesięciu żołnierzy (w zależności od wielkości modułu uzbrojenia, co zabiera miejsce i zapas masy), a załoga liczy trzech żołnierzy (dowódca, kierowca, strzelec). Siedzą oni w przedniej części kadłuba. W przeciwieństwie do BTR-3 mają duże okna zasłaniane klapami pancernymi oraz boczne drzwi. Strzelec wieży posiada konsolę sterowniczą do obsługi wieży ze środka pojazdu.

Bazowy BTR-4 jest wyposażony w zewnętrzny pancerz chroniący przed ostrzałem z broni piechoty i drobnymi odłamkami. Najnowsza wersja BTR-4MW różni się od starszych odmian z brakiem dużych okien z przodu i wyższym poziomem ochrony balistycznej oraz tylną opuszczaną rampą z awaryjnymi drzwiami w środku. (BTR-4 ma tylne drzwi). Pancerz z przodu został wzmocniony z poziomu 3 (kaliber 12,7 mm) w oryginalnym BTR-4 do poziomu 5 (kaliber 25 mm) wg STANAG 4569. Mogą to być dodatkowe panele pancerza bocznego mocowane na pancerzu głównym składające się z elementów stalowych i ceramicznych. Wersja podstawowa BTR-4 może mieć takie same panele, a jeszcze dodatkowo osłony kabiny i okien. Dla ochrony przeciwko wybuchom IED oraz min i zwiększenia przeżywalności ludzi w przypadku eksplozji siedzenia są zawieszone do sufitu, a nie do podłogi jak w poprzednich projektach. Dodatkowo układ kadłuba w nowej wersji BTR-4MV bez dużych okien pozwala łatwiejsze dodanie opancerzania złożonego z prętów stalowych przeciwko zagrożeniom typu RPG. Trwałość ochrony przeciwminowej i IED jest określona jako poziom 3 wg STANAG 4569 (wytrzymałość na detonację pod kołami 8 kg materiału wybuchowego HE) pod kołami (poziom ochrony w przypadku eksplozji pod kadłubem nie została ujawniona przez KMDB), dodatkowe maty podłogowe mają wyłapywać odłamki w środku.

Dowódca BTR-4MV dysponuje kamerą obserwacyjną zamontowaną na wieży. Kierowca może prowadzić transporter przy zamkniętym włazie (używany jest wówczas noktowizor i zestaw peryskopów) lub przy otwartym włazie z osłoną.

W BTR-4 można zastosować trzy silniki wysokoprężne: ukraińskie silniki serii 3TD, niemieckie silniki marki Deutz lub włoskie firmy lveco. BTR-4E jest napędzany przez oryginalny silnik 3TD-2 o mocy 400 KM z automatyczną skrzynią biegów, a BTR-4MV zaprezentowany na IDEX-2013 sześciocylindrowym silnikiem Deutz BF6M1015CP o mocy ponad 450 KM. Po pływania służą dwa sterowane pędniki i podnoszony falochron. Dzięki większej mocy silnika BTR-4MV jest tak samo manewrowy w terenie jak lżejszy BTR-4E, ponadto nawet z cięższym opancerzeniem zachował swoją zdolność pływania na z szybkością 10 km/godz. Jak przyznają sami Ukraińcy przy zwiększeniu poziomu opancerzenia, zachowanie zdolności pływania pojazdu będzie problematyczne, jeśli w ogóle nie możliwe. Jednak dla wielu odbiorców nie powinno być to problemem, ponieważ istotna jest przeżywalność pojazdu, jego załogi i pasażerów na polu bitwy i podczas misji pokojowych o mniejszej intensywności, gdzie największym zagrożeniem są granatniki przeciwczołgowe, a zdolności amfibijne schodzą na dalszy plan.

Masa BTR-4 wynosi 17,9 ton przy standardowej osłonie pancernej i 21,9-22,2 ton z założonym dodatkowym pancerzem (w zależności od jego wersji), maksymalna masa z dodatkowym opancerzeniem może wynosić do 25 ton, długość 765 cm, szerokość 290 cm, wysokość 293 cm z wieżą, prześwit 47,5 cm. Prędkość maksymalna po drogach wynosi 90 (silnik 3TD-2) do 110 km/godz. (silnik Deutz), zasięg 650-670 km, a prędkość pływania 10 km/godz.

Na różnych odmianach transportera BTR-4 można zamontować opracowane na Ukrainie wieże z różnym uzbrojeniem lub wskazane przez oferenta i dostosowane do specyficznych potrzeb. Dzięki temu transporter dysponuje znaczną ilość ognia. Moduły wieżowe są uniwersalne i zamontowanie ich na kadłubie pozwala na wygospodarowanie miejsca w środku. Standardowy typ wież to modele opancerzone i przeznaczone do walki z piechotą i lekko opancerzonymi pojazdami przeciwnika. Przemysł ukraiński opracował kilka wież bezzałogowych – BAU-23, Szturm BM-3, GROM i Parus BM-7. Wieża BAU-23 jest uzbrojona w dwa działka kal. 23 mm i karabin maszynowy (km) kal. 7,62 mm, wieża Szturm ma działko kal. 30 mm, km i wyrzutnię pocisków przeciwczołgowych Konkurs lub Barier, podobnie jest wyposażona wieża Grom, która ma dodatkowo granatnik kal. 30 mm. Najnowszym systemem jest wieża Parus BM-7 z nową armatą ZTN-1 kal. 30 mm, granatnikiem kal. 30 mm, km i pociskami przeciwpancernymi Barier. Zapas amunicji wynosi zwykle 360 szt. kal. 30 mm, 150 szt. do granatnika, 450 szt. dla km kal. 12,7 mm lub 2000 szt. do km kal. 7,62 mm. Pojazd przewozi także na wieży 2 lub 4 pociski przeciwpancerne wspomnianych typów.

Ukraiński przemysł stworzył całą rodzinę wozów bojowych na bazowym BTR-4. Są to wóz zwiadowczy BRM-4K z radarem pola walki Kredo i przyrządami do obserwacji w każdych warunkach w dzień i w nocy, dowodzenia BTR-4K, dowodzenia i sztabu BTR-4KSh, wsparcia ogniowego  MOP-4K, warsztatowy i ewakuacyjny BREM-4K z dźwigiem 3 tony i wciągarką oraz ewakuacyjno-medyczny BSEM-4K. Mogą one być wyposażone w specjalistyczny sprzęt i uzbrojenie – w zależności od specyfikacji odbiorcy. Pojazd rozpoznania z wieżą bezzałogową przewozi oprócz 4 osób załogi 2 zwiadowców, pojazd dowodzenia ma 2 żołnierzy załogi i 5 członków sztabu i jest wyposażony w km kalibru 12,7 mm. Najciężej uzbrojony jest wóz ogniowy MOP-4K, który może mieć wieżę z działem kalibru 120 mm z zapasem amunicji 40 szt. i km kalibru 12,7 mm z 450 szt., a załoga liczy 4 osoby.

Do tej pory transportery BTR-4 zamówiły Irak (420 sztuk BTR-4, 80 sztuk BTR-4K dowodzenia, 30 sztuk BTR-4Ksh dowodzenia i sztabu, 30 sztuk BSEM-4K opancerzonych ambulansów i 10 sztuk BREM-4 ewakuacyjnych i naprawczych – mimo problemów z jakością dostawy trwają), Kazachstan (100 sztuk) i Indonezja (5 sztuk przez piechotę morską oraz 50 w opcji) i Macedonia (200 sztuk, pod nazwą BTR-4 Bukefal). Wojska lądowe Ukrainy zamówiły jedynie niewielką ilość BTR-4 (10 sztuk) w 2009 roku, które zostały przejęte w 2012 roku.

(MG)