F-15战斗机的机身，采用全金属半硬壳式结构，机身头部的雷达罩、座椅和电子设备舱等采用铝合金材料，机翼边框和连接位置采用钛合金结构，机翼采用切尖三角形设计，可以改善机翼的结构，减小机翼的面积，同时也会减小阻力，飞行起来更加平缓。
F-15早期的动力系统搭载了两台普惠公司的F100-PW-100涡扇发动机，后来在1991年被改为了F110-GE-129加力型涡扇发动机，最大推力为129千牛，最高飞行速度2.5马赫，最大航程5745公里，机身全长为19.45米，翼展为13.15米，高度5.65米，面积56.5平方米，机身空重12.97吨，最大起飞重量30.8吨。
武器部分可以在两侧挂载AIM-7空对空导弹、AIM-9空对空导弹、AIM-120空对空导弹、GBU-28堡垒穿透炸弹，以及其他类型的航空炸弹或空对地导弹等，辅助武器还有一挺M61A1型火神机炮，可用于近距离空中格斗使用。
F-15“鹰”重型战斗机搭载了众多先进的航电设备、包括了抬头显示器、超高频通讯设备、战术导航系统、仪器降落系统、火控雷达、ALQ119电子干扰吊舱、ARN-118型塔康系统、ASN-109惯性雷达系统、AWG-20火控系统、ASK-6大气数据计算机、CP1075A中央数据计算机等。
