D-21B全长13.15米，身长11.65米，机高2.2米，翼展5.88米，翼面积36.8平方米。该机空重2410千克，初始飞行重量约5200 千克，燃油最大重量2700千克，辅助燃油(镁粉及煤油混合)108千克。D-21B飞行高度24000～27000米。
转弯时坡度不大于60°，因此转弯半径很大，约65千米以上。最大飞行M数3.7，巡航M数3.2～3.3；航程7000千米(高度24000米)，续航时间约2小时。
动力装置在机身后部，采用了美国一种防空导弹用的RJ43-MA-11冲压发动机的修改型，并备有点火用特种燃料，熄火后能重新点火。有一个喷射系统用来冷却发动机，因此可以连续工作1.5小时以上。在高空巡航时发动机最大推力约为9千牛。
助推火箭长13.5米，重约5000～6000千克，外挂在无人机腹部。从已发表的照片看，火箭头部伸出到无人机机头前。可能为了使飞机亚音速时安定飞行，火箭尾部下有腹鳍，在地面可折起。火箭工作时间87-90秒，但每次发射并不一定要把火箭用完。
据了解，中国航空博物馆这次展出的D-21无人机残骸已搁置多年，经过整理后在近日首次正式展出，从而令一段中美空军历史上最大的谜案展现在世人面前。
