Вертолет Ка-27 (Ка-28) выполнен по традиционной схеме двух трехлопастных несущих винтов противоположного вращения. Это позволяет несколько уменьшить диаметр несущих винтов и избавиться от рулевого винта. Конструктивно вертолет состоит из фюзеляжа, несущей системы, системы управления, взлетно-посадочных устройств, силовой установки.

Фюзеляж цельнометаллический, балочно-стрингерного типа. Состоит из передней и хвостовой частей, хвостового оперения и гондолы двигателей. Передняя часть фюзеляжа конструктивно состоит из силового каркаса, двух дверных проемов со сдвижными дверями, и люков. В ней находится кабина летчика и штурмана. Кресла экипажа не катапультируемые и имеют различную конструкцию в зависимости от условий работы. В грузовой кабине размещаются рабочее место штурмана-оператора, оборудование систем вертолета, по бортам — топливные баки № 5. Между нижними продольными баками находится бомбоотсек с двумя створками. Между шпангоутами 14 и 16 — отсек опускаемой ГАС ВГС-3 («Рось-В»).

Хвостовая часть фюзеляжа предназначена для крепления хвостового оперения и размещения оборудования. Хвостовое оперение обеспечивает продольную и путевую устойчивость вертолета и состоит из стабилизатора с постоянным углом установки, двух килей с рулями направления. Для улучшения характеристик путевой устойчивости и управляемости каждая из кильшайб снабжена неуправляемым предкрылком и развернута носком к оси фюзеляжа на 12,5. Благодаря развороту кильшайб удалось существенно снизить лобовое сопротивление вертолета. Гондола силовой установки предназначена для размещения двух двигателей ТВ3-117КМ, редуктора ВР-252, вспомогательной силовой установки АИ-9, вентилятора и маслорадиатора, рулевой системы. Конструктивно гондола выполнена так, что обеспечивается свободный доступ ко всем агрегатам силовой установки.

Несущая система вертолета состоит из двух соосных несущих винтов разностороннего вращения и агрегатов управления ими, объединенных в колонку. Каждый винт состоит из трех лопастей, изготовленных из стеклопластика и закрепленных на втулках. Ось несущих винтов наклонена вперед на 4,5°. Операция складывания лопастей вдоль фюзеляжа вертолета выполняется вручную силами четырех человек и в зависимости от хода корабля и качки занимает от одной до трех минут. Колонка несущих винтов состоит из двух втулок винтов, автоматов перекоса, механизма общего и дифференциального шага. От конструкции этого узла зависит безопасность полета, так как он должен исключить возможность опасного сближения лопастей верхнего и нижнего винтов, а тем более их схлестывание. Последнее происходило на Ка-15, Ка-25 и обычно завершалось катастрофой. На Ка-27 увеличено расстояние между втулками верхнего и нижнего несущих винтов, что, однако, увеличивает лобовое сопротивление и габаритные размеры вертолета, создавая неудобства для корабельного базирования, особенно при размещении в ангаре кораблей группового, а тем более одиночного базирования.

Система управления вертолетом обеспечивает изменение параметров движения в заданном направлении и включает продольно-поперечное управление от ручки летчика, воздействующее на автомат перекоса нижнего несущего винта, путевое управление от педалей, связанных с несущими винтами и рулями направления, и управления общим шагом несущих винтов и мощностью двигателей с помощью ручки общего шага. Для уменьшения усилий в кинематические цепи управления введены снабженные электрическим автопилотным входом необратимые гидроусилители, объединенные в единый блок рулевой системы РС-60. В системах продольно-поперечного и путевого управления установлены триммерные механизмы. Проводка управления жесткая за исключением системы управления двигателем и тормозом несущего винта.

Шасси неубираемое, четырёхопорное, с двумя передними и двумя задними амортстойками. Все стойки представляют собой гидравлические агрегаты, призванные служить для поглощения ударов при приземлении вертолёта и гашения колебаний типа «земной резонанс». Также все стойки оборудованы механизмом приподъема вертолёта, для облегчения доступа в бомбоотсек и вообще к нижней части фюзеляжа, которая имеет очень небольшой просвет. Колёса передних стоек поворотные, самоориентирующиеся, нетормозные, оборудованы демпферами Шимми и механизмом установки по потоку в полёте. Амортизаторы однокамерные газо-масляные. Тип колёс — 44-1 (модель 7), размер 400х1500 мм. Давление зарядки воздуха — до 8 кгс/см2.

Задние стойки несут основную нагрузку. На них установлены двухкамерные жидкостно-газовые амортизаторы с торможением на прямом и обратном ходу. Колёса типа КТ-96А, с зарядным давлением воздуха до 10 кгс/см2. Тормоза гидравлические колодочного типа (12 колодок) с камерой.

Модификации:

Ка-252 (изделие Д2) - Палубный противолодочный вертолёт, прототип.

Ка-252 (изделие Д2Б) - Палубный противолодочный вертолёт, второй прототип.

Ка-252ТЛ (Ка-27ТЛ) - Вертолёт телеметрии в составе корабельного комплекса.

Ка-27 (Ка-27ПЛ, изд. 500, Д2Б)- Палубный противолодочный вертолёт, серийный. Экипаж 3 человека.

Ка-27Д - Дозорный вертолёт, проект.

Ка-27Е («Советник-СВ», изд. 10Д2) - На базе Ка-27 был разработан Ка-27Е (Ка-252Е «Советник-СВ»). Вертолёт базировался на корабле обеспечения «Апшерон» и предназначался для мониторинга кораблей на предмет наличия на борту радиоактивных материалов. Построено 2 вертолёта.

Ка-27М (изделие 520, 27Д2) - Модификация противолодочного вертолёта Ка-27. На нулевом этапе испытаний получил шифр 20Д2, далее 21Д2, 22Д2, в серии 27Д2.

Ка-27ПВ (изделие 07Д2) - Опытный пограничный вариант, вооружённый ракетами Х-35. Прототип экспонировался на выставке МАКС.

Ка-27ПК (изделие 05Д2) - Опытный противокатерный вертолёт, лаборатория "Камертон" с Х-35

Ка-27ПКЦ (изделие 18Д2) - Опытный противокатерный вертолёт-целеуказатель, проект.

Ка-27ПМ - Противоминный вертолёт, проект.

Ка-27ПС (изделие 501, 01Д2) - Корабельный поисково-спасательный вертолёт. Экипаж 4 человека. Морской спасательный вертолёт Ка-27ПС предназначен для спасения или оказания помощи экипажам морских и воздушных судов, терпящих бедствие, а также поиска спускаемых космических аппаратов.

Ка-27ПСД - Поисково-спасательный вертолёт Ка-27ПСД является дальнейшим развитием Ка-27ПС. Он отличается тем, что имеет увеличенную до 12 000 кг максимальную взлётную массу. На нём усилено шасси, установлены дополнительные топливные баки (общая вместимость топливной системы у этого вертолёта достигла 4830 л).

Ка-27ПСМ (изделие 519, 19Д2) - Корабельный поисково-спасательный вертолёт модернизированный, проект.

Ка-27РЭП - Опытный вертолёт радиоэлектронного подавления, серийно не строился.

Ка-28 (изделие 330) - Корабельный многоцелевой вертолет Ка-28 предназначен для решения задач противолодочной обороны флота с базированием на кораблях различного класса, в том числе на авианесущих судах. Он способен обнаруживать современные подводные лодки и надводные цели, передавать данные о них на корабельные и береговые пункты, а также атаковать их с применением бортовых средств поражения.

Создан на базе вертолета Ка-27 и отличается от него частью бортового оборудования, системой государственного опознавания и увеличенной вместимостью топливной системы - 4770 л., предназначен в основном для экспортных поставок. 

Это позволило увеличить продолжительность поиска и слежения обнаруженной ПЛ на 50 минут. Режимы работы двигателей дополнены кратковременным чрезвычайным режимом работы с повышенной мощностью. Мощность ТВЗ-117ВМАР при работе на чрезвычайном режиме - 2350 л. с. Для сравнения: двигатель ТВ3-117ВМА на взлетном режиме имеет мощность 2200 л. с.

Ка-29 (Ка-252ТБ, изделие 502, 02Д2) - Транспортно-боевой, предназначен для транспортировки, высадки и огневой поддержки морской пехоты. Имеет стрелково-пушечное и ракетно-бомбовое вооружение и локальное бронирование кабины экипажа. Экипаж 2 человека.

Ка-31 (Ка-27РЛД, изд. 503) - Вертолёт ДРЛО.

Ка-32 (изделие 320) - Гражданская модификация, сертифицированная по международным нормам лётной годности FAR-29/FAR-33 и поставляемая в Канаду, Малайзию, Швейцарию, Южную Корею. Известны следующие модификации: Ка-32А - транспортный; Ка-32А0 - вертолёт-кран с упрощённым оборудованием; Ка-32А1 - пожарный; Ка-32А2 - для авиации МВД (полицейский); Ка-32С - судовой.

Ка-32 - Вертолет является развитием вертолета Ка-27ПС, разработанным специально для гражданского применения с учетом успешной эксплуатации вертолетов Ка-25 и Ка-27 с палубы кораблей. Первоначально в качестве основного назначения вертолета предполагалось его использование для разведки ледовой обстановки в экстремальных условиях Арктики днем и ночью, однако позже вертолет было решено разрабатывать для многоцелевого всепогодного применения; для поисковых и спасательных работ, транспортных перевозок, крановых работ при монтаже оборудования, вывозке пакетов ценной древесины при отсутствии дорог, патрульной службы и других целей.

Вертолет было решено оборудовать совершенным пилотажно-навигационным комплексом с бортовой ЭВМ, обзорной РЛС и специальным оборудованием, противообледенительными системами. При выполнении ледовой разведки необходимо иметь максимальную продолжительность полета 4.5ч, а при транспортных перевозках и крановых работах требовалась грузоподъемность 4т в кабине и 5т на внешней подвеске, дальность полета с грузом 3т в кабине 300км, крейсерская скорость 220-230км/ч.

Отсутствие на вертолете вооружения и поискового противолодочного оборудования и связанных с ним систем позволило использовать внутренние объемы для размещения топливных баков и различного оборудования для гражданского применения и обеспечило увеличение грузоподъемности вертолета.

Ка-32 - первоначальная модификация.

Ка-32А - модернизированный вертолет Ка-32, удовлетворяет требованиям норм летной годности для вертолетов НЛГВ-2 и американских норм FAR-29/FAR-33.

Ка-32А1 - модификация вертолета Ка-32А для использования в системе противопожарной службы.

Ка-32А2 - модификация Ка-32А1 для милиции; демонстрировался впервые на Авиакосмическом Салоне МАКС-2 в г. Жуковском в 1995 году.

Ка-32А-4 - Военный вертолёт, поставленный в ВВС Южной Кореи, проходит под внутренним индексом НН-32.

Ка-32С - судовой многоцелевой всепогодный вертолет, предназначен для ведения ледовой разведки, разгрузки судов без их остановки, обслуживания плавучих платформ и буровых вышек на континентальном шельфе.

Ка-32Т - транспортный вертолет для перевозки грузов массой до 4т внутри кабины и до 5т на внешней подвеске, перевозки 16 пассажиров в кабине или 10 пострадавших на сиденьях и 4 на носилках в санитарном варианте.

 Ка-32К - вертолет-летающий кран с внутрифюзеляжной полувыдвижной дополнительной кабиной для оператора.

изделие 06Д2 - Проект пассажирского вертолёта на базе Ка-29.