12.7毫米狙击步枪采用非自动方式，单发手动装置，配3发单排弹匣和可调两脚架。全枪长1392毫米，重12.5千克，有效射程1500米以上，初速可达850米/秒。它可发射12.7×108毫米普通机枪弹、曳光弹、穿甲弹、穿甲燃烧弹及钨芯脱壳穿甲弹等枪弹。
由于采用了机头回转式刚性闭锁机构，包络式枪机，不但有利于提高枪的精度，也缩短了枪的长度。配用短枪管时，全枪长仅1100毫米，长管型的也才1 370毫米。
由于布局巧妙，结构独特，从而改善了全枪各零部件的受力状况，使得大部分零部件可以采用轻合金材料。加之长度缩短，全枪重量得以降低。带白光瞄准镜和空弹匣，长管型的为12千克，短管型的为11千克。
对于狙击步枪来说，射击精度永远是衡量优劣的最重要指标。在w03型12．7毫米狙击步枪的精度测试中，不同距离上的精度全部优于合同指标要求，并且曾在500米距离测试中，使用10发54式普通穿燃弹，打出了rso值为6.5厘米的高精度。
由于采用了高效制退器及后坐缓；中装置，大大降低了枪射击时对抵肩部位的；中击作用力，消除了一般大口径狙击步枪后坐力大的弊病，射手操作安全、舒适。全枪采用模块化设计，各部件之间连接方便、可靠，不用借助工具，即可对枪进行简单快捷的分解结合，而且分解后的零部件不易丢失，勤务性能好。
w03型12.7毫米狙击步枪除配备有专用白光瞄准镜外，还可选配光电瞄具和微光瞄具。使用弹种齐全w03式狙击步枪除可以发射54式12.7毫米系列弹外，还可发射新研制的12.7毫米高精度弹、穿爆燃弹。
w03型12.7毫米狙击步枪可谓是其中的“排头兵”，它最初是为满足外贸需要而设计开发出来的。世界上许多非自动大口径狙击步枪采用的是开有侧孔的膛口制退器来减小后坐。它的工作原理是在弹丸经过膛口装置的瞬间，使大部分的火药燃气通过挡板向两侧后方喷射，由此作用于挡板一个向前的力，刚好同枪身后坐方向相反，借以抵消一部分后坐动能。但是射击过程中，向后喷射的火药燃气产生的大量冲击波会对射手造成很大危害，冲击波震荡产生的烟尘对于瞄准射击也有很大的影响。此外，由于此种反后坐方式要求弹丸通过膛口装置时大部分的火药燃气从侧孔排出，因此膛口装置的弹丸通过孔不能过大，以保证气密性，但带来的是无法发射脱壳穿甲弹的问题。而新型12.7毫米狙击步枪很好地解决了这个矛盾。
主要作战任务是精确打击2000米距离内的轻型装甲车、指挥车、雷达、油库、弹药库、停机坪上的飞机等重要目标，对1200米内的有生目标实施精确杀伤。