Броненосцы типа "Charles Martel" стали последними кораблями классической конструкции. Они отличались отсутствием массивной надстройки и расширенной кормой, что улучшило их мореходность.
Они имели компоновку с ромбическим расположением артиллерии главного калибра двух разных типов: в носовой и кормовой башнях стояло по одному 305-миллиметровые орудию, в бортовых башнях (расположенных на выступающих спонсонах в центре корпуса) — по одному 274-миллиметровому орудию. Наличие двух главных калибров несколько затрудняло пристрелку на больших дистанциях, но бытовавшие тогда воззрения на дистанцию морского боя предполагали, что основное сражение будет вестись на расстоянии не превышающем 3-4 километров. Вспомогательное вооружение — скорострельные орудия — на кораблях располагались в башнях (что было новшеством для того времени). Конструкция и расположение башен вспомогательного калибра различались на всех кораблях.
Французские башенные установки имели своеобразную конструкцию: все механизмы, включая поворотный механизм башни, располагались внутри вращающейся части. Таким образом, подбашенное отделение и барбет как таковые отсутствовали: вниз от башни шел узкий, защищенный толстыми броневыми плитами, колодец элеватора подачи снарядов. Это повышало защищенность башни (за счет сокращения площади бронирования при равном весе), но приводило к существенному повышению центра тяжести корабля.
Корабли имели типичный для французского кораблестроения полный броневой пояс из сталеникелевой брони вдоль ватерлинии, протянувшийся от штевня до штевня. Максимальная толщина пояса в центральной части корпуса достигала 450 миллиметров: к нижней кромке пояс сужался до 250 миллиметров. В оконечностях, максимальная толщина пояса уменьшалась до 305 миллиметров у верхней кромки, при сохранении толщины нижней кромки в 250 миллиметров. Сверху основного пояса (впервые в французском кораблестроении) располагался верхний пояс, толщиной около 101 миллиметра, увеличивающий защищенность надводного борта от мелкокалиберных снарядов. В целом, схема бронирования соответствовала французским воззрениям на необходимость сохранения высокой эскадренной скорости под огнем противника (то есть защиту ватерлинии от повреждений).