25-мм автоматический гранатомет XM307 имеет преимущество перед другими видами гранатометов в виде меньшего веса и боеприпасов в нем, а также заметно большей дальности стрельбы.
Автоматический гранатомет XM307 использует газоотводную автоматику с жестким запиранием ствола в момент выстрела оружия.
Для снижения отдачи при стрельбе из 25-мм автоматического гранатомета XM307 используется метод стрельбы на выкате стреляющего агрегата, включающего в себя газоотводный блок и ствол с затворной коробкой внутри которой располагается затворная группа.
Перед выстрелом из гранатомета XM307 стреляющий агрегат оружия фиксируется в крайнем заднем положении. В момент спуска начинается его движение вперед (накат). В процессе наката затвор досылает в ствол оружия очередной выстрел из ленты, запирает ствол и происходит выстрел, так что значительная часть энергии отдачи расходуется на преодоление импульса движущегося вперед стреляющего агрегата.
Питание патронами оружия осуществляется из рассыпной металлической ленты, из присоединяемых к станку автоматического гранатомета XM307 патронных ящиков емкостью 50-60 выстрелов.
Для установки 25-мм автоматического гранатомета XM307 на бронетехнике разрабатывается вариант двойного питания гранатомета с подачей двух лент с двух сторон оружия и дистанционным выбором боеприпаса (осколочный с дистанционным подрывом в одной ленте либо бронебойный в другой)
Прицельный комплекс XM108 автоматического гранатомета XM307 включает в себя телевизионный и инфракрасные (ИК) каналы с регулируемым увеличением и выводом картинки цели и прицельной сетки в электронный видоискатель. Также в прицел входят лазерный дальномер, баллистический вычислитель и блок программирования взрывателей гранат.
Органы управления прицельным комплексом вынесены на рукоятки управления огнем оружия.
Программирование дистанционных взрывателей осуществляется специальным надульным устройством гранатомета XM307 в момент выстрела. Помимо режима дистанционного подрыва осколочные гранаты также могут использоваться в режиме подрыва при прямом попадании в цель (например, в случае отказа прицельного комплекса либо программатора).
Кроме того, 25-мм автоматический гранатомет XM307 предполагает простую и быструю переделку (около 2 минут) в крупнокалиберный пулемет General Dynamics XM312 калибра 12,7 мм (.50 Браунинг) путем замены всего 5 деталей, включая ствол оружия.