La locomotiva era a vapore saturo e doppia espansione ed aveva la classica forma delle macchine progettate dalla ''Mediterranea'' con corpo cilindrico di diametro anteriore più piccolo (1.430 mm) e posteriore più largo (1.562 mm) raccordati da una sezione tronco conica centrale in corrispondenza della quale era posto il [[duomo (termotecnica)|duomo]] con la valvola di sicurezza a bilancia. La cabina di guida era posteriore e di tipo tradizionale con parte posteriore aperta e comunicante con il tender; il tutto poggiava su un telaio a longheroni piani di acciaio su cui prendevano posto 3 assi accoppiati di grande diametro (1.830 mm) e un carrello biassiale anteriore portante girevole e in grado di traslare sul perno di 80 mm per l'inscrizione in curva<ref name="ReferenceA">{{Cita|L'album delle locomotive|Tav.116}}</ref>.
La lunghezza totale della caldaia era di 8.186 mm, con un contenuto di acqua (10 cm sul cielo del forno) di 5,1 m<sup>3</sup> e un volume di vapore di 2,6 m<sup>3</sup>; la pressione massima di esercizio della caldaia era stabilita in 14 bar ad eccezione della 1<sup>a</sup> unità costruita dalla Ansaldo che era 13 bar. I tubi bollitori, con lunghezza tra le piastre di 3.800 mm, erano 214 del diametro di 52/47 e costituivano una superficie tubiera di riscaldamento di m<sup>2</sup> <ref>Le unità 15, 20, 25 e 35 avevano 227 tubi e maggiore superficie di riscaldamento</ref>. La produzione oraria di vapore asciutto era di 7.600 kg.
Le ''660'' avevano un forno piuttosto lungo, 2.700 mm, e largo 1.225 con una griglia che raggiungeva la superficie totale di 2,75 m<sup>2</sup><ref>{{Cita|L'albumdelle locomotive|Tav.116}}<name="ReferenceA"/ref>.
Il motore era a 2 cilindri esterni con distribuzione a cassetto equilibrato per quello a bassa pressione e a stantuffo per quello ad alta pressione<ref>Alcune locomotive avevano la distribuzione a stantuffo anche sulla ''bassa pressione''</ref>. Il meccanismo di comando della distribuzione era del [[Distribuzione Walschaerts|tipo Walschaerts]]. Lo sforzo di trazione massimo sviluppabile dalla macchina era di 8.720 kg mentre quello corrispondente al coefficiente di aderenza 1/7 raggiungeva i 6.220 kg. La potenza continua sviluppata a 60 km/h era di 770 CV<ref>{{Cita|L'albumdelle locomotive|Tav.116}}<name="ReferenceA"/ref>.
Si trattava di locomotive a vapore di buona potenza e adatte al servizio viaggiatori in virtù delle grandi ruote motrici che la mettevano in grado di raggiungere la velocità massima di 90 km/h. La massa totale in assetto di marcia delle ''660'' era di 68,5 t di cui 43,5 t costituivano il ''peso aderente''.
La capacità delle casse d'acqua del [[tender]] (della massa complessiva di 34,8 t in assetto di servizio) era di 13 m<sup>3</sup> mentre le scorte di carbone erano di 4.500 kg<ref>Il tender delle ''660'' era comune alle [[Locomotiva FS 750|''750'']] anch'esse provenienti dalla Mediterranea</ref>.
Le macchine erano tutte fornite di [[freno]] ad [[aria compressa]] automatico e moderabile e di riscaldamento a vapore per le carrozze<ref>{{Cita|L'albumdelle locomotive|Tav.116}}<name="ReferenceA"/ref>.
