定远和镇远属于“萨克森”级改进型，是蒸汽主力舰时代早期发展尚不完善的铁甲舰，因此缺陷是比较多的。
第一，航速太慢。设计航速16节但实际上镇远、定远都开不到这个速度（尤其定远只有不到15节），这个速度即使在当年也是偏慢的，结果就是敌人撤了追不上、敌人太强也跑不掉，敌人变阵同样跟不上节奏，上述问题在黄海大东沟海战中暴露无遗。
第二，主炮射速太慢、配置不合理。四门主炮分别安放在左右舷的两座炮台中，这样一来它们除非首尾对敌否则无法让所有主炮发挥威力，而这四门炮的射速又极慢（10分钟三发），如果只有两门能发挥威力，基本上就打不到什么了。更要命的是当时战列舰和主力舰编队的战术，是横阵、以舷侧对敌，因为不论更旧式的舷侧炮还是更新式的、沿中线布置火力的炮塔炮，都是舷侧才能发挥全部火力，即便在北洋舰队里，多数巡洋舰也是这样设计的，但北洋舰队却因为两艘主力舰主炮系左右舷配置，需要以首尾对敌，只能采取纵列，偏偏定远、镇远航速还特别慢，结果就容易陷入被动、甚至混乱。
第三，该配置的装备配置不足，无关紧要的功能过剩。这样一艘主力舰，主炮设计不合理且射速偏慢，就应该设置更多的二级主炮或副炮弥补其不足，这也是前无畏舰时代主力舰的标配，但作为试验型舰艇的“萨克森”级中口径炮只有前后各一门单装，炮管数甚至比主炮还少。与此相反，前后设推进装置、舰载鱼雷艇等华而不实的功能一应俱全，实战中并无大用。
第四，奇葩的舰桥构造。“萨克森”级异想天开地将主炮装在固定的炮廓中，实战时主炮旋转而炮廓不转，更要命的是，在左右炮廓上设一个飞桥，而舰桥则设在这个飞桥上，这简直是拿指挥部的安全当儿戏。实战中“定远”号就因为自己主炮开炮震坏飞桥，导致丁汝昌以下全数震晕，全舰队在敌我接近的关键时刻突然失去统一指挥，后果大家都看见了。
从实战结果上看，定远和镇远确实有不少缺陷。
火力布置首先是炮塔的布置。定远和镇远的305mm双联装主炮炮塔是布置在舷侧的，两侧各一个，呈对角线布置；而舰艏则有一门在舰艏对敌时，可以发挥出最大的火力，而在侧舷对敌时则只有一个炮塔可以发挥作用。而舰艏、舰尾的两座可以全向转动的炮只有150mm，火力不足。在大东沟海战的时候，北洋舰队采用的就是雁形阵，舰艏对敌，而在这场战斗中被证明这种战阵既不利于火力的发挥，缺乏机动性。
定远级的主炮布置
主炮威力还有一个缺点就是定远的305mm主炮威力严重不足。尽管这是清军最大口径的火炮，但其实只有25倍径，初速只有500m/s左右，实际表现可能还不如致远和济远的210mm 35倍径主炮。而对比之下，日军这边的松岛号，严岛号的加奈式320mm主炮不仅是在中轴线布置，而且有38倍径，威力明显要大得多。不过由于这门炮的射速奇慢，整个大东沟海战中也没有发挥什么作用。
定远级的主炮塔是双联装25倍径305mm炮，看起来就是这种短粗的样子
拆除炮罩的济远号210mm主炮（日俄战争期间拍摄，此时已是日军的军舰），看起来比定远主炮长得多
速射火力不足第三个缺点就是中小口径速射炮数量太少。尽管定远级拥有4门305mm炮，2门150mm炮，重火力已经很强了，但是小口径速射炮严重不足，只有2门47mm速射炮和2门57mm速射炮。其余的8门37mm哈乞开斯转管机炮威力严重不足，和以上的炮不是一个等级。对比之下日军的旗舰松岛号拥有1门120mm速射炮，5门47mm重型速射炮，10门47mm轻型速射炮，小口径速射火力真块差距还是很大的。
定远号的75mm舢板炮和47mm舢板炮
哈奇开斯37mm转管炮射程为威力不足，只能用来对付下鱼雷艇或者当做迫近火力使用
当然，在19世纪后期，不论是英国，法国还是德国，蒸汽铁甲舰都难说完美，各自的设计都有所偏重，也有不少缺点。这是因为这个时代技术迭代非常快，每一代军舰都会有很大不同，甚至是本质上的区别。所以北洋海军从德国购买的这批军舰与其说是存在缺陷，倒不如说在蒸汽铁甲舰时代人类对海战战术的理解以及军舰的设计都远未达到成熟。
