Al igual que todos los helicópteros Kamov excepto la familia Ka-60/Ka-62, el Ka-31 dispone de rotores coaxiales contrarrotativos. Su estructura está basada en el Kamov Ka-29, una variante del Kamov Ka-27. Una característica visualmente distintiva del Ka-31 es la enorme antena del radar de alerta temprana, que puede estar desplegado hacia abajo y rotando sobre sí mismo o abatido bajo el fuselaje. El tren de aterrizaje se retrae para prevenir interferencias con el radar.
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