ЗиУ-9 является высокопольным троллейбусом большой вместимости для внутригородских пассажирских перевозок. Его стальной сварной корпус монтируется на стальном каркасе, состоящем из трубчатой рамы сложной пространственной формы, поперечных ферм и продольных лонжеронов. Корпус имеет три двери — одну узкую в носовой оконечности и две широкие — в середине и кормовой оконечности. Двери ширмовые, открываются и закрываются автоматически из кабины водителя посредством электропривода (с 1990 г. - - пневмопривода).

Система управления током через тяговый электродвигатель (ТЭД) реостатная автоматическая косвенная (групповой контроллер). Все коммутации силовых цепей из пускотормозных сопротивлений и ТЭД выполняются служебным низковольтным электромотором. Пускотормозные сопротивления ограничивают ток через ТЭД, таким образом управляется скорость его вращения и развиваемый им крутящий момент. ЗиУ-9 оснащен мотор-генератором для преобразования входного постоянного напряжения 550 В в низковольтное служебное 24 В. Это преобразование является очень простым — электромотор на 550 В вращает соосный с ним генератор на 24 В. Недостатком такого решения является постоянный шум от работающего мотор-генератора. Однако хорошая смазка и центровка мотор-генератора позволяют понизить шум до терпимого уровня. Помимо этого, мотор-генератор оснащён вентилятором, служащим для более эффективного охлаждения пуско-тормозных реостатов. Низковольтная система включает в себя упоминавшийся выше групповой контроллер, наружнее и внутреннее освещение и сигнализацию, приводы дверей и две аккумуляторные батареи. Благодаря разделению уровней напряжений, резко уменьшается опасность поражения пассажиров и водителя электрическим током. Всё электрооборудование внутри пассажирского салона и кабины водителя работает от безопасного напряжения 24 В. Силовые 550-вольтовые цепи и агрегаты изначально расположены под полом. Однако низкая электробезопасность подобного решения привела к тому, что в ходе модернизаций оборудование было перенесено на крышу троллейбуса, а также в шкаф за спиной водителя. В ходе капитально-восстановительного ремонта троллейбусов предыдущих выпусков в условиях депо или ремонтных заводов, высоковольтное оборудование также часто выносится на крышу.

Тормозная система ЗиУ-9 включает в себя электродинамический, механический и пневматический тормоза. Для обеспечения работы последнего машина оснащена пневмокомпрессором.