Model je vybaven dvoujádrovým procesorem Intel Celeron J4005 2,0GHz (navýšení až na 2,7 GHz), pamětí DDR4 RAM (až 8 GB), jedním portem Gigabit LAN a podporou disků SATA 6 Gb/s. Model TS-251D nabízí spolehlivou rychlost čtení/zápisu a hardwarově akcelerované šifrování Intel AES-NI 256 pro zabezpečení citlivých a důvěrných dat na úložišti NAS. Model TS-251D rovněž podporuje snímky (Snapshots) a umožňuje uživatelům rychlé obnovení dat v případě náhodného odstranění/úpravy nebo útoku ransomwaru.
Uživatelé mohou snadno rozšířit funkčnost TS-251D prostřednictvím slotu PCIe. Existuje možnost konfigurace karty pro rozšíření sítě QNAP QXG – 10 GbE/5 GbE se stávajícím kabelem CAT 5e a upgrade připojení NAS na vysokorychlostní síťové prostředí. Instalací karty QM2 přidáte M.2 SSD cache a připojení 10GbE; s kompatibilním bezdrátovým adaptérem QNAP QWA-AC2600 vytvoříte bezdrátové úložiště a prostředí pro streamování; s kartou USB 3.1 Gen 2 (10 Gb/s) zvýšíte počet portů USB.
Centrum aplikací modelu TS-251D poskytuje celou řadu nástrojů pro zvýšení produktivity, včetně následujících možností: QmailAgent pro centrální správu více e-mailových účtů, Notes Station 3 pro vyšší efektivitu při společném vytváření poznámek a v pracovních skupinách, Qfiling pro automatizaci pracovních postupů a lepší efektivitu a produktivitu, Qsirch pro rychlé hledání souborů. Celá řada streamovacích aplikací, včetně Cinema28 a Qmedia přináší uživatelům plynulý multimediální zážitek pomocí různých streamovacích protokolů a multimediální konzola propojuje všechny multimediální aplikace QTS do jedné aplikace pro centrální správu všech multimediálních aplikací. Uživatelé mohou používat také dálkový ovládač RM-IR004 od společnosti QNAP (prodává se zvlášť) s aplikací QButton a přizpůsobit si funkce tlačítek pro snadné ovládání.