大小（字节，FIPS 203 表 3），封装密钥 / 密文：ML-KEM-512 为 800 / 768（类别 1），ML-KEM-768 为 1,184 / 1,088（类别 3），ML-KEM-1024 为 1,568 / 1,568（类别 5）；共享密钥始终为 32 字节。解封装密钥可以存储为 64 字节的种子 d ‖ z。在单个 Apple M4 Max 核心上，OpenSSL 3.6.5 每秒约可完成 41,000 次 ML-KEM-768 密钥生成、63,000 次封装和 40,000 次解封装。
带隐式拒绝的 Fujisaki–Okamoto 变换使它能够抵御选择密文攻击：无效密文得到的是一个伪随机的秘密值，而不是报错。FIPS 203 要求对封装密钥（§7.2）和解封装密钥（§7.3）做输入检查；实现还必须避免早期 Kyber 代码中出现过的时序泄漏（KyberSlash，2024年）。
ML-KEM-768 是混合密钥交换的主力：TLS 的 X25519MLKEM768、SSH 的 mlkem768x25519-sha256、HPKE 和 X-Wing、Apple iMessage 的 PQ3，以及 Signal 的 PQXDH。CNSA 2.0 选用的是 ML-KEM-1024。ML-KEM 与第 3 轮的 Kyber 无法互操作。