Bien que la plateforme du chasseur de chars aérotransportable ASU-85 soit un temps pressentie, le choix final se porte sur le châssis chenillé GM-575, pourvu de barres de torsions et de six galets de roulement dotés d'un bandage en caoutchouc. S'il reprend des éléments du blindé léger amphibie PT-76, il perd en revanche sa capacité à passer seul des coupures humides.

D'un poids de 19 tonnes pour les premières versions, le ZSU-23-4 est propulsé par un moteur diesel V-6P1 lui autorisant une autonomie de 450 km. Néanmoins, ses 280 cv ne lui assurent qu'un rapport puissance / poids de 14,73 cv par tonnes, une valeur généralement considérée comme insuffisante, malgré une vitesse de pointe de 50 km/h.

Afin de limiter la masse, le blindage ne dépasse pas les 15 mm et ne protège les quatre membres d'équipage que des tirs d'armes légères et des éclats d'obus. Le Shilka est équipé d'un système NBC avec une unité de filtration de l'air. Un équipement de lutte contre les incendies complète la panoplie de survie.

L'ensemble du matériel électronique ( navigation, vision infrarouge, radio, intercom...) est alimenté par une turbine à gaz développant 70 cv à 6000 tr/min et un générateur de courant continu. Assurant la rotation de la tourelle, cette turbine supplée le bloc-moteur lorsque celui-ci est arrêté.