韶山2型电力机车为单相工频半导体整流电力机车,小时功率4800千瓦,持续功率4440千瓦,机车单位功率重量28.75公斤/千瓦,最高运行速度100公里/小时。初期采用用高压侧调压开关、有触点分级调压(32级)、硅半导体桥式整流电路,装用西安整流器厂生产的6台硅整流机组,共计576只硅元件。1971年返厂改造后,取消调压开关,改整流桥为半控桥,实现相控无级调压;机车仍然装用6台可控硅整流机组,共用360只可控硅元件、288只整流元件,向6台牵引电动机并联供电。
韶山2型机车轴式Co-Co,走行部为两台三轴转向架,转向架结构基本仿制自6Y2型机车,但其机车全轴距比6Y2型、6G型短,因此通过曲线能力较好 。所采用的ZQ-800型牵引电动机,亦全盘仿制自6Y2型机车的TAO649B2型电机 ,两者结构与性能基本相同,均为六极、H/H级绝缘、无补偿绕组的直流电动机,额定电压为750伏,单台电机小时功率800千瓦 。韶山2型机车早期采用以串励方式励磁的牵引电动机,1973年返厂进行第二次技术改造后改成他励,试验结果显示他励电机有效提高防空转性能,但同时也发现产生电机换向性能变差的副作用 。牵引电动机在转向架上采用抱轴式悬挂、单侧弹性直齿轮传动,与6Y2型相同。
韶山2型机车采用低合金钢制成的框架式整体承载结构,总体布置为双边内走廊,设两端司机室;以机车最重设备主变压器为中央,分室斜对称布置,有利于重量平衡;两端司机室之后车顶各有一台受电弓;采用车体两侧通风方式。基础制动为独立式配合成塑料闸瓦,取代了过去使用的组合式制动装置,采用EL-14型空气制动机;并设有电阻制动,电制动功率3100千瓦。