沙恩霍斯特号由德国威廉港的战争海军造船厂所建造，于1936年10月3日下水，并在1939年1月7日开始服役。首任舰长为奥托·克里克斯（Otto Ciliax），他一直担任其职直到1939年9月23日。经过短期的服役后，沙恩霍斯特号于1939年中期进行改良，将一个新的主桅装设于船尾，以及将流线型船首换成大西洋舰艏（Atlantic bow）来提升它的适航性。然而由于它原本设计就很低的干舷，使得其甲板在激烈的海况时总是处于潮湿的状态。在之后与英国战列巡洋舰声望号（Renown）的战斗中，沙恩霍斯特号的A炮塔被水灌入，这之后的战斗中都无法发挥完整的性能。

沙恩霍斯特号的装甲防护相当于一艘正规战列舰，若非因为它装备的是口径较小的火炮，它将会被英军在二战就被划分为战列舰。而德国海军则将它与格奈森瑙号分类为战列舰（Schlachtschiffe）[8]。这两艘船舰在当时被认为是德国设计最优良的船舰之一，拥有极快的航速（极速为31.5节），也常常被同时被提及，并被盟军取了个“丑陋的姊妹”的绰号。

沙恩霍斯特号的9门280毫米（实际上是283毫米）主炮，虽然因为高初速而有长射程与穿甲力强的优点，但当时德国没有适合的舰体能搭载此火炮，主要是因为排水与技术问题的处理经验不足。武器的选择造成它仓促服役的结果。

沙恩霍斯特号曾被提议搭载3座双联装换装380毫米的主炮，其速度远比英国主力舰还快，而装甲防护力则相当。但由于先前的配装、二战前的限制与战争爆发后的情势，以及本身干舷过低、适航性差，沙恩霍斯特号就一直保留现有的280毫米主炮。另外，沙恩霍斯特号与它的姊妹舰—格奈森瑙号都被设计拥有较长的航程，配合长时间执行通商破坏战的任务。

舰船特点：

沙级舰有着适度的球鼻型艏，以减少高速时的兴波阻力；加上舰体长度大、结构好，这对减少阻力也十分有利。沙级舰与德国一次大战时期的战列巡洋舰和其他国家海军的主力舰都大不相同。它们强调速度，沙恩霍斯特号和格奈森瑙号都未装备附加外板，从而使它们更容易获得较好的经济航速。

沙级舰的干舷很低，因此同级两艘舰的航海性能都相当差。而要解决这个问题，就只有通过提供额外的舰体高度来增加舰舷高度，但这样一来又不得不增加装甲区。权衡再三，最终只好将某些航海性能弃之不顾了。

到沙级舰建造时，焊接技术已有很大发展。因此，它们的舰体除防鱼雷舱壁的接合部和甲板结构外，均采用焊接技术。

装甲防护：

主舷侧装甲舯部为320毫米，水下1米开始削弱，至1.7米处削弱为170毫米，炸弹甲板50毫米，穹甲水平部分80毫米，两侧向下倾斜部分110毫米。主炮装甲正面360毫米，侧面200毫米，顶部150毫米。副炮装甲150毫米，指挥塔装甲350毫米。由此可以看出，沙级舰在装甲方面的主要弱点是水平防护弱、并缺乏强有力的上层装甲列板。且有防护都较薄弱的部位（俗称“天窗”）

推进装置：

沙级舰是在特别强调军舰速度的情况下设计的。因此，推进装置的马力是很大的。最初主张采用柴油机，柴油机耗油节省，并且续航力大；但是，柴油机却难以获得30节以上的航速，而且在舰上占的空间太大。在安装何种动力装置问题上，德国海军内部意见分歧。最后，雷德尔出面干预，他决定采用高压、高温蒸汽轮机。每舰安装3台蒸汽轮机，12台锅炉。锅炉效率较高，工作压力为58公斤/平方厘米，湿度摄氏450度，设计出力为136000马力，但是实际上两舰的主机都能超载运行，沙能超过160000马力极速接近32节，格奈森瑙号超过150000马力极速30.5节。

舰上装有6台460千瓦涡汽轮发电机和2台150千瓦柴油机发电机，总发电能力为4520千瓦，其中包括在战斗损伤时的900千瓦预备电力。

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主炮：

3座三联装54点5倍口径身长280毫米炮。此型火炮和德意志级装甲舰的火炮不同，炮弹长度比德意志级的长，但装药却比德意志级的少。沙级舰采用三种炮弹：穿甲型－主要用于对付高强度的装甲目标；普通型－炮弹装有较多的炸药，并能增加杀伤力；高爆型－增强弹片杀伤效果，主要用于对付暴露的人员、高射炮炮位、火控装置、按照灯等，还用来对付装甲防护较弱的驱逐舰以下的舰艇。炮弹重330公斤，初速890米/秒，最大射程为42500米，最大仰角40度。

副炮：(Ttcx.net）

55倍口径身长150毫米单管炮和双联装炮各4座。4座单管炮装在烟囱两侧，两舷各有2座，由位于舰中部的弹药舱供弹，装甲防护弱，有25毫米装甲，仅可防护弹片杀伤。4座双联装炮平均配置在上层建筑两侧，从而给炮手较好的装甲防护。炮弹重量45点3公斤，初速为857米/秒，最大射程22000米，单管炮仰角为35度，双联装炮仰角为40度。初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分。初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分

高射炮：(Ttcx.net）

7座65倍口径身长105毫米火炮，初速900米/秒，最大射程17700米，仰角85度，俯角8度，射速15发/分，对近距离目标相当有效，但不能提供远程防护。

8座83倍口径身长双联装37毫米机关炮。炮弹重0.745公斤，初速1000米/秒，最大身程6750米，射速30－40发/分，用于近程防护。

至于两舰（沙恩霍斯特号和格奈森瑙号）上的20毫米机关炮的数量，在战争期间均在不断增加。沙恩霍斯特号上装有38门20毫米机关炮，而格奈森瑙号上则装有16门机关炮，火炮呈单管或四联装配置。

鱼雷武器：

1941年3月当沙恩霍斯特号和格奈森瑙号从大西洋返回基地时，指挥这次作战的吕特晏斯海军上将在他的报告中建议给这两艘舰装上鱼雷武器。后来，沙级舰在法国布勒期特期间，均装上了2座三联装533毫米鱼雷发射管。