虎式坦克的设计概念不同于德国早年大部份坦克，在此之前的设计强调机动性、防护和火力三方面的平衡。
虽然德国早期的坦克火力往往不及其它对手，但是战术上的优势抵销这些不利条件。虎I坦克的设计呈现出不同的设计理念，着重火力和装甲的而适度牺牲机动性。
但事实上虎I的机动性只是没有提高，而和之前的III号、IV号相同，也就是仍然拥有德国中型坦克的机动性，虽然比不上M4和T-34，却是全世界机动性最好的重型坦克。
重型坦克的设计工作在1930年代后期就已经开始，但是没有计划生产。而真正刺激虎I的出现是为了对付苏联T-34。
尽管大体上的设计和外型类似Ⅳ号坦克，但虎I坦克的重量足足是Ⅳ号坦克的两倍，重量的增加来自于更厚装甲，大口径火炮，以及必然产生庞大的燃料和弹药储存空间、较大的引擎、更坚固的传动及悬吊系统。
虎I坦克的车体前方装甲有102毫米厚，炮塔正前方有135毫米厚，相较之下四号坦克车身前方只有80毫米的厚度而炮塔正前方也只有57毫米厚，而虎I坦克的两侧和背面也有82毫米厚的装甲。
这样的厚度能够在正常交战距离抵挡绝大部分炮弹，尤其是来自正面的反坦克炮弹，因为其135毫米炮盾和102毫米炮塔正面是重叠的，使得要从正面贯穿虎I坦克的炮塔几乎是不可能。
同时虎I坦克的车顶也拥有25毫米至40毫米厚的装甲，比当时任何其它国家的重型坦克顶部都厚，和大多数中型坦克的侧面差不多，能够抵挡远距离落下的大口径炮弹。
虎I坦克大部分的装甲是垂直与其它结构相连接的，并采用了咬合连接形式，使其获得了良好的结构性能。同时咬合的装甲块之间都采用了焊接，焊缝质量很高。
虎I坦克对多数桥梁而言过重，因此它被设计可以涉水四米深。这要求特殊的机制来透气和冷却。潜水需有30分钟准备。炮塔和枪必须被固定于前方位置并且密封。
而且在坦克后部需高高升起一只大型呼吸管。只有初期495辆虎I坦克装有潜水系统，所有的后期型虎I坦克都只能涉水两米。
虎I坦克后部有个引擎室，两个可对流隔舱置于两侧，每个隔舱都有油箱、散热鳍片、散热风扇。引擎最初是设计使用一具21公升12汽缸迈巴赫HL210P45汽油引擎650匹马力，虽然是一具好引擎，它提供的动力不敷使用，这很快被升级了到HL230P4523公升700匹马力。
引擎为直列式汽缸，汽缸间角度约为60度，惯性启动器安置在右侧，也可穿过坦克后部的洞口透过链条驱动，引擎可透过车顶的舱口吊起。
汽油引擎在后部下方并连结前方的齿轮箱，11吨炮塔使用由引擎供给动力的液压驱动系统推动，即使如此，自转一圈需要一分钟。悬吊系统使用了16组扭力杆，为节省空间，负重轮摆臂一侧向前而另一侧向后，每只负重轮摆臂装有三个负重轮，提供更好的乘驾。
负重轮直径为800毫米并且相互交错，要拆除内侧损失橡皮胎的负重轮，得一并卸下数个外侧负重轮。这复杂系统有一定的缺点，负重轮间的间隙因下雪或泥土因为结冰而无法动弹。
苏联于凌晨的攻击时偶然发现此时虎式是可能处于无法移动状态。新的全钢制负重轮设计出来，橡皮胎制于内部，最终全面取代。履带725毫米宽。铁轨运输有限尺寸大小时，于外侧负重轮必须被卸下，并且需更换较狭窄的520毫米履带，即使优良的坦克乘员也须20分钟更换。
