Dextre ressemble à un buste sans tête animé par deux bras de trois mètres de long extrêmement agiles. Le corps de 3,5 mètres de long pivote au niveau de la taille. Le corps a un grappin fixe au bout d'un côté qui peut être saisi par le plus long Canadarm2 qui permet au Dextre d'être positionné sur les différents sites de travail de l'Orbital Replacement Unit (ORU) autour de la station spatiale. L'autre bout du corps possède un effecteur virtuellement identique à celui de Canadarm2, ce qui permet au SPDM d'être stocké sur les grappins fixes de la station spatiale ou d'être utilisé comme une extension au bras plus grand lors de ses missions.
Les deux bras SPDM ont chacun 7 jointures offsets permettant au bras la même flexibilité de mouvement que le Canadarm2, mais avec une plus grande précision. Un système appelé Orbital Replacement Unit/Tool Changeout Mechanism (OTCM) se trouve au bout de chacun des bras. Dextre contient des mâchoires agrippantes, une commande à rotule rétractable, une caméra TV monochrome, des lumières et un connecteur ombilical qui fournit la puissance, les données et la vidéo des manœuvres effectuées sur la station.
Le bas du corps du robot a une paire de caméras TV couleurs orientables avec lumières, une plateforme d'ORU embarqués, et un étui à outils. L'étui à outils est équipé de trois différents outils utilisés pour accomplir diverses tâches autour de la station spatiale.