皇家方舟号航空母舰为了能够提供最大面积的飞行甲板，采用了外伸式的飞行甲板，飞行甲板很长，延伸出舰艏和舰艉，扩大了飞行甲板面积。飞行甲板一分为二，前部为起飞用，后部为着舰用，是在飞行甲板上可以同时起飞、着舰的最早的英国航空母舰。皇家方舟号采用了向下弯曲的圆弧形飞行甲板，其中前段飞行甲板向下弯曲的弧度较大，后端飞行甲板向下弯曲的弧度较小，减少了飞行甲板的乱流，这一优点有利于舰载机着舰，受到飞行员的一致认同，第一位驾机在皇家方舟号着舰的飞行员反映飞机着舰后极其平衡和易于操纵。

皇家方舟号的机库面积是二战所有航空母舰中面积最大的，拥有上下两层封闭式机库，上层机库长173米、宽18．3米、高4．9米，下层机库长138米、宽18．3米、高4．9米，机库总面积达4885米。机库内存放了大量武器弹药，可以存放72枚457．2毫米鱼雷、360枚500磅炸弹、300枚250磅炸弹、576枚100磅炸弹、800枚20磅炸弹和72万发7．7毫米航空机枪子弹，确保长时间作战。机库设有通风条件较好的通风口，配备了优良的防火设施。皇家方舟号是当时英国唯一一艘在飞行甲板内安装3部升降机的航空母舰，升降机较窄，运到机库的飞机都必须事先把机翼折叠起来，升降机有两个平台在飞行甲板与两层机库之间分别运行作业。飞行甲板前段安装2台HI-1型液压弹射器。在飞行甲板两侧分别安装1部水上飞机吊车，可以用来起吊飞机或者小艇。

皇家方舟号航空母舰非常注重防护力，首次把飞行甲板设计为强力甲板，这在英国航空母舰史上还是首创。皇家方舟号采用了整体式舰体结构，从龙骨到机库甲板、飞行甲板都包括在舰体内，这是与同期美、日设计的航空母舰的不同之处，使的全舰的结构受力十分均匀，极大地提高了抗受损能力，特别是强力甲板能够有效抵挡俯冲轰炸机的攻击，提高了生存能力。

皇家方舟号的装甲总重量达到2850吨，舰体内的所有关键部位都得到了加强，如下层机库甲板、汽油舱、弹药库、动力舱等要害部位都铺设89毫米厚的装甲，飞行甲板铺设64毫米厚的防护装甲，侧舷铺设1条114毫米厚的装甲带，这些水平装甲和侧舷装甲可以经受6400米远轻巡洋舰152毫米主炮的垂直打击，可以经受2130米高空水平轰炸机投下的500磅炸弹的攻击。为了抵御潜艇攻击，侧舷水下部分有防鱼雷夹层，可以抵御装药量达340千克的鱼雷的攻击。另外还拥有大量储备浮力，具有较强的生存能力。不过上层机库甲板没有安装装甲，防护力显得较差，只能抵御20磅炸弹的攻击。另外飞行甲板也没有安装装甲，这是皇家方舟号防护力的一大弱点。

皇家方舟号航空母舰在机动力上，采用3台齿轮传动“帕森斯（Parsons）”蒸汽轮机和6座“海军上将”3缸锅炉作为动力，3轴推进，总功率为103000马力，最大航速为31.75节，航速超过了之前的6艘航空母舰的最大航速，如“勇敢”号为30节，与二战英国主力航空母舰光辉级31节的航速相当。燃油储备为4620吨，如果以20节的航速航行时最大航程为8775公里，虽然最大航程比不上同级别日本和美国航空母舰的最大航程，但是日本和美国的航空母舰是在广阔的太平洋实行远距离战略机动作战，而皇家方舟号多是在北大西洋和地中海作战，距离英国本土很近，所以这样的航程完全可以满足作战需求。

皇家方舟号航空母舰的防空火力较强，装备16门（8座双联装）45倍口径114.5毫米高平两用炮、48门（6座8联装）40毫米速射高射炮、32挺（8座4联装）12.7毫米高射机枪，二战爆发后又加装20挺7.7毫米机枪。皇家方舟号的这套舰载武器方案后来也成为英国航空母舰的标准装备。

皇家方舟号航空母舰设计时要求搭载72架舰载机，但实际载机量一般为60架，不过二战中德国和意大利没有航空母舰，60架舰载机量也够了。而且超过了同级别英国航空母舰的载机量，如“勇敢”号和排水量22500吨、搭载48架飞机的“光荣”号，以及排水量23000吨、搭载36架飞机的“光辉”号。

剑鱼鱼雷攻击机

皇家方舟号的舰载机通常配置包括48架剑鱼鱼雷攻击机、12架“鱼鹰”战斗轰炸机或者36架“剑鱼”、24架“鱼鹰”。“剑鱼”（也译为“箭鱼”）是一种双翼鱼雷攻击机，即可以作为鱼雷机，又可以作为反潜机、侦察机、训练机使用，虽然速度仅为224公里/小时，但是装备1枚725.7千克重的鱼雷和2挺7.7毫米机枪，多次沉重打击了德国和意大利的大型战列舰、巡洋舰，从1935年服役一直使用到1945年二战结束才退役，勘称二战名机。后来“鱼鹰”被贼鸥式战斗轰炸机取代。贼鸥式战斗轰炸机是英国海军最早的单翼、可以收放起落架的飞机，空战性能一般，但是具有一定的俯冲轰炸能力，而且英国海军没有配备专门的俯冲轰炸机。从1940年开始， 皇家方舟号开始换装了空战性能更为先进的“管鼻燕”式舰载战斗机和飓风战斗机，空战性能有了很大提高。