在知识方面，辩护律师需要有较为广博的知识结构。一是专业性知识。首先是法律知识，这是法学院传授的内容，包括刑法、刑事诉讼法及其他法律、司法解释、行政法规、部门规章等，不仅是法条，还有法理。其次是物证技术知识，包括现场勘查、物证提取，法医、痕检、文检、毒化等方面，亦有必要学习了解。二是基础性知识，包括哲学、社会学、经济学、心理学、逻辑学等，这是通识教育的内容。三是相关性知识，即案件涉及到金融、证券、财会、税务、商贸等专业领域时，根据办案需要学以致用、急用先学。
专业技术方面，根据刑事辩护工作流程和内容，主要包括以下技能：会见，阅卷，调查取证，庭审发问，庭审质证，法庭辩论等。目前律师界开展的刑辩业务培训，主要侧重于专业技术的训练，用以弥补法学院教学的不足。长远看，法学院有必要大量引进资深的法官、检察官、律师，担任实务教授或者教员，对学生开展实务技能的教学和训练。
专业能力方面，强调四种能力：一是法律思维能力，包括无罪推定思维和批判性思维。刑辩律师要以理性、审慎的态度，对控方指控的罪名、事实和证据，进行全面审查和质疑。二是法律解释能力，即理解和运用法律条文的能力。熟练运用文义解释、体系解释、立法者的目的解释、历史解释、比较解释等方法，作出有利于被告人的法律解释。三是证据分析能力，即从证据推理认定案件事实的能力。尤其是要善于提取、恢复被控方忽略、隐藏的有利于被告人的证据信息，对案件事实进行重构、矫正。四是论证说服能力，包括论证、反驳与逻辑运用能力，沟通说服能力等。通过削弱控方的论据，及发现控方论证上存在的逻辑谬误，进行有效反驳，说服裁判者接受辩方观点。