QBU10大口径狙击步枪的方案论证研究是从1999年开始，然后在2006年5月正式立项研究，2006年12月通过方案评审，2007年11月通过初样机评审，2009年12月通过设计定型试验和部队试验（所以最初才会有QBU09式的叫法），在2010年5月通过设计定型审核，最后在2010年8月批准设计定型。
该枪采用导气与枪管短后坐混合式自动原理，导气装置为短行程导气活塞，回转式闭锁枪机的头部有3个大形闭锁突笋，采用半自动发射方式。这种混合式自动原理与QJZ89式重机枪有相似之处，在具体技术上虽然与美国的XM806不相同，但同样是利用射击过程中的枪管向后运动吸收一部分后坐能量，从而降低可感后坐力。
击发后，在膛底压力作用下，枪管、枪机首先压缩枪管簧和复进簧一起后坐；当弹头通过枪管导气孔时，部分火药燃气进入气室，冲击活塞并推动枪机框向后运动。枪管、枪机一同后坐一段距离后，枪管受枪管固定栓限制而停止后坐，并在枪管簧作用下先行复进到位；同时枪机框带动枪机回转开锁，并继续后坐，完成抽壳、抛壳等动作，同时压倒击锤待击，复进到位后，在复进簧的作用下复进，完成推弹进膛和回转闭锁等动作。
由于采用了枪退式的缓冲原理，又使用了刚度较大的枪机缓冲缓和枪管簧，再加上制退效率达50%的枪口制退器，以及厚达40mm的橡胶托底板，使QBU10式狙击步枪的可感后坐大大缓解。
该枪最大的特点是配备具有测瞄合一功能的光电瞄准镜，能自动测距、自动解算弹道、自动装定分划，去提高瞄准射击的速度和命中率。这些光电瞄准镜包括YMA09式白光瞄准镜和YMH10式红外瞄准镜。前者为6～9倍变倍瞄准镜，重1.6kg；后者为非致冷红外技术夜视瞄准镜，重2.5kg，可识别600m内的运动单兵目标或1,500m内的运动车辆目标。这两种瞄准镜的使用方式是一样的：射手选好弹种，通过激光测距仪测出目标距离后，弹道计算机就会根据气温、武器的俯仰角及所选弹种的射表，自动解算出射击诸元并装定距离标尺，在分划板上自动显示出瞄准点。
瞄准镜通过快拆装置固定在机匣顶部的整体式导轨上，紧急时可以迅速拆走。瞄准镜导轨看起来很像MIL-STD-1913皮卡汀尼导轨，但实际上其尺寸比皮卡汀尼导轨略宽，据说是论证研究时担心枪镜结合的摩擦力不够大，射击时的后坐震动导致瞄准镜轻微移位而影响瞄准的一致性，因此才加宽尺寸，增加摩擦面积。
QBU10大口径狙击步枪系统内还包括两种专门研制的枪弹。必要时QBU10式狙击步枪也可发射89式穿燃曳弹、穿爆燃弹以及54式穿燃弹等多种12.7mm弹药，不过精度方面会大打折扣。
使用狙击弹的初速是825米/秒，多功能弹是840米/秒。
这两种配套枪弹的其中一种为DBT10式12.7mm狙击弹，为了提高射击精度，采用了更容易保持质心一致性的铜被甲和钢芯结构，被甲和钢芯之间没有铅套，只在弹头壳后部有密封作用的，而且弹形为尾锥形（或称船尾形），可以减小弹头受到的空气阻力，使弹头速度不会衰减过快。DBT10弹全重130g，弹头重46g，初速820m/s。据说在200m距离上3发射弹的最小散布圆直径约13cm，在1,000m处，3发弹的散布圆直径为62cm。
另一种为DBJ10式12.7mm多功能弹，实际上是一种穿爆燃弹，但不同于以往的穿爆燃弹，弹头由尼龙风帽、惰性弹芯、燃烧剂和底托组成。DBJ10弹没有炸药，而是利用近几年新提出的横向效应增强原理来实现爆炸效果。其原理是在一个筒形弹芯内部装填惰性物质，在弹头撞击靶标时，惰性物质受到高速挤压，筒形弹芯内部就会产生高达上Gpa的压力，从而使弹芯获得爆炸的原动力，并且在穿过靶板后，弹芯内部压力释放，使弹芯炸裂，达到炸药爆炸形成破片的效果。据称在1,500m处，3发弹散布圆直径在1.5m以内。
从公布的精度试验来看，精度不太高。但实际上对于该类型半自动反器材狙击枪来说，10式在1000米的距离上散布70厘米表现已经算上乘。10式狙击步枪的主要任务是在远距离打击敌方的轻型装甲车辆及设备器材，这一类任务对于枪械的火力要求较高而对于精度要求相对较低，故10式的总体方案采用半自动设计，而非类似TAC-50这样以高精度射击为目的的单发栓动设计。半自动狙击枪由于射击时机械结构的移动以及火药气体的泄漏，其本身精度就不是很高，采用管退式原理并混合了导气式结构设计的10式狙击步枪也不能免俗。但同样是半自动反器材步枪如巴雷特M82A1及M107，据公开渠道消息其在1000米距离上的散布可以达到1米（美国陆军发言人说：“它（M82A1M）使得我们能够对2000米外的人员和器材目标进行精确打击。这是一件可怕的武器。它的精确度小于1个密位。弹头在1000米处的散布范围是1米......” ），相比之下1000米处70厘米散布这样的精度非但不低，而且算是表现较为优秀的。该枪枪管寿命较长，3000发之后仍无影响较大的膛线磨损。瞄具有红外与白光两种，均带有激光测距及自动装表功能，测装一体的瞄具让射手反应速度大增（如果目标距离已知的话，该枪也可以事先设定固定距离用于装表），对于射手的训练要求以及对副射手的依赖程度也相应降低。热像瞄具采用专用瞄镜以及白光瞄镜倍率较低是该系统受到诟病的主要原因，但在瞄具倍率方面，9倍的白光倍率在1500米距离上已经可以满足任务需要，同类型如狙击步枪的倍率通常是10倍，实际使用中并不比9倍倍率效果提高多少，而具备测装功能则让该瞄具在1000米以外的瞄准中更为轻松。在朱日和军演中，该枪得到了较高的评价并获得了其他军兵种的订单。而该枪实战中的射击密集度还要优于数据表现，在2015年的一次国际比赛中，使用10式狙击步枪的狙击手甚至得到了第一名的好成绩 。10式对于我军来说是一个里程碑，将来也许还会发展出一系列专用狙击枪来，且10式已经批量装备部队并得到多个军兵种的青睐，这应该说是标志着我军在狙击步枪的设计和使用理念方面的一次革新。
QBU10式军用12.7毫米狙击步枪特别强调远距离射击时枪弹的侵切性能，实验显示：使用国产12.7毫米专用狙击弹，在1500米距离对5毫米均质钢板射击，穿透率大于80%；在100米距离上穿透10毫米均质钢板后，对93号汽油的引燃率大于80%。
由于长度受到战术技术指标限制，所以采用单腔制退器，但与双腔制退效应一样，而且减轻了重量。弹匣采用五发双排供弹，并设计了余弹观察孔。半自动发射方式，扳击力是15-25牛。设计人员说实际射击精度比理论射击精度高得多。枪械寿命达3 000发以上。研制方考核过它的寿终和寿前精度，寿终比寿前精度要好，说明该枪枪管的磨损不大，也证明3 000发后还能使用。与国外同类产品不同，该枪设置了机械瞄具，表尺射程有300米和600米两档，射手在这两个距离内没有光瞄也能打击目标。
