Ка-126 разработан на базе Ка-26 новую модификацию с газотурбинным двигателем ТВ-0-100 мощностью 720 л.с.

На этой модификации сохранилось все лучшее, что было у базовой машины. Конструктивное отличие Ка-126 от предшественника заключается, в основном, в силовой установке и несущей системе. Произошли также изменения в бортовом оборудовании, в компоновке кабины пилота, в повышении маневренности машины и в упрощении ее эксплуатации. В рамках СЭВ вертолет Ка-126 планировалось производить в Румынии.

Необходимо отметить, что новая машина наилучшим образом учитывала замечания и пожелания, как отечественных, так и зарубежных эксплуатантов. Отсутствие на Ка-126 мотогондол на концах пилонов и размещение двигателя вблизи центра масс аппарата уменьшили его момент инерции относительно вертолетной оси. Это улучшило маневренность, особенно у земли и в ограниченном пространстве при выполнении разворотов.

Замена поршневых двигателей на турбовинтовой упростила техническую эксплуатацию вертолета и уменьшила себестоимость выполняемых им работ, в том числе и за счет повышения топливной эффективности силовой установки с одним двигателем. Более высокая мощность ТВД, по сравнению с суммарной мощностью поршневых двигателей у предшественника, позволила увеличить загрузку химикатов в сельскохозяйственном варианте. Одновременно его максимальная скорость возросла со 170 до 190 км/ч.

Сельхозоборудование, установленное на Ка-126, модернизировано с учетом опыта эксплуатации Ка-26, что повысило его надежность, упростило обслуживание и улучшило качество авиационно-химических работ. Съемная транспортная кабина Ка-126, в отличие от предшественника, имела на боковых стенках аварийные люки.

На базе Ка-126 разработали экспортную модификацию Ка-128 под французский газотурбинный двигатель "Ариэль ID1" мощностью 730 л.с. Данная модификация, по сравнению с Ка-126, имела большие на 10 км/ч скорость, статический потолок - на 600 м и дальность на 50 км. Достигнуть этого планировалось за счет лучших удельных параметров двигателя.