B-2隱形轟炸機集現代高新技術於一身，採用獨特的機翼式佈局，翼展52.43米，機身長21.03米，機高5.18米。綜合利用了減弱雷達、光、電和紅外信號特徵的材料，具有較高的隱身性能，既可實施高空突防，又能進行低空行動。在高空和不進行空中加油的情況下，其最大航程為11,112千米，一次空中加油可飛行18,520千米。為了減少探測信號，其機體外形設計成扁平流線型，並在易反射雷達信號的部位使用了吸波材料，使雷達反射截面積減少到0.1米²。
為防敵方的紅外探測，將4臺無加力發動機深裝在機艙內，把進氣道安裝在機身上表面，發動機排出的燃氣通過二元轉向噴管從機翼上表面與後緣內齒口交匯處排出。為對付各種電子戰系統的威脅和探測各種目標，機上裝有探測各種電磁輻射的相控陣天線和低可見技術的高分辨率雷達。
在武器配備上B-2採用近距攻擊武器和空投武器相結合的方案，在生產的20架B-2飛機中分為第10批、第20批和第30批三種型號。第10批型不具備投擲精確制導炸彈的能力，第20批型自動完成飛行任務的能力也不完善，只有第30批型才具有全自動完成飛行任務和“完全不易被發現”的隱身性能。
B-2在飛行和執行任務時，很大程度上要依賴於飛機軟件，第30批生產型的作戰飛行程序軟件包括180萬行編碼。B-2轟炸機新的作戰系統，有依靠全球定位系統定位的瞄準系統和依靠全球定位系統定位的炸彈。
B-2最大武器載量22,680千克。第10批型最多帶16枚B-83式核炸彈或16枚MK-84式常規炸彈。第20性型最多可帶16枚B-61式核炸彈或36枚集束炸彈，或16枚配有全球定位系統信號接收裝置的炸彈，有攜帶防區外攻擊導彈的能力。第30批型最多能帶80枚MK-82式炸彈，或36枚M117式炸彈，或80枚MK-62式炸彈，或16枚聯合直接攻擊武器彈藥，最多可帶8枚防區外攻擊導彈。
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