Nhiều vấn đề đã được giải quyết trong quá trình nghiên cứu và phát triển Concorde.

Di chuyển trung tâm trọng lực

Khi bất kỳ một chiếc máy bay nào vượt qua điểm tới hạn (critical mach) của thân của nó, trung tâm áp lực (center of pressure) sẽ bị đẩy lùi về phía sau. Điều này gây ra một lực kéo máy bay xuống dưới, bởi vì trung tâm trọng lực vẫn nằm nguyên chỗ cũ. Các kỹ sư đã thiết kế cánh theo cách đặc biệt để giảm hiệu ứng này. Tuy nhiên trung tâm áp lực vẫn bị đẩy lùi khoảng 2m. Sử dụng biện pháp kiểm soát trọng tải (trim control) có thể xử lý vấn đề này, nhưng ở những tốc độ cao nó có thể gây ra sự gia tăng đáng kể về lực cản đối với máy bay. Vì thế, thay vào đó việc thay đổi vị trí nhiên liệu dọc theo máy bay trong thời điểm tăng và giảm tốc nhằm thay đổi trung tâm trọng lực trở thành biện pháp kiểm soát trọng tải phụ rất hiệu quả.

Động cơ

Để có hiệu quả kinh tế, Concorde cần có thể bay qua những khoảng cách khá lớn, và điều này lại đòi hỏi tính hiệu suất cao. Nhằm có tốc độ bay siêu thanh thuận lợi nhất, các động cơ cần có diện tích phía trước nhỏ nhất để giảm lực cản và tỷ lệ đường rẽ (bypass ratio) thấp nhằm đạt tốc độ phụt khí cao, siêu thanh. Vì thế các động cơ phản lực tuốc bin là phù hợp nhất. Loại động cơ tuốc bin cánh quạt hoạt động êm và có hiệu suất cao hơn cũng như có tỷ lệ đường rẽ thấp hơn như loại được dùng trên những chiếc Boeing 747 không thể dùng được. Động cơ được lựa chọn là loại động cơ đôi Rolls-Royce/Snecma Olympus 593, một phiên bản của loại Olympus vốn được phát triển cho loại máy bay ném bom Vulcan, nhưng đã được phát triển thêm để phù hợp với Concorde.

Thiết kế cửa hút khí của động cơ Concorde đặc biệt khó. Tất cả các động cơ phản lực quy ước chỉ có thể lấy khí ở tốc độ khoảng Mach 0.5; vì thế không khí từ tốc độ Mach 2.0 cần phải được giảm tốc. Đặc biệt, Concorde cần kiểm soát được các sóng xung (shockwave) xuất hiện trong quá trình làm giảm tốc dòng khí nhằm tránh hư hại động cơ. Vấn đề này được giải quyết nhờ một đôi ramp và một nắp phụ, có thể thay đổi vị trí trong khi bay nhằm giảm tốc dòng khí. Các ramp nằm ở phía trên ngăn động cơ và chỉ di chuyển xuống còn nắp phụ vừa đưa lên vừa đưa xuống được cho phép khí vào và ra. Lúc cất cánh, khi động cơ cần nhiều không khí, các ram nằm ép phẳng phía trên và nắp phụ ở trong cho phép nhiều không khí đi vào động cơ. Khi máy bay đạt tới tốc độ Mach 0.7, nắp đóng lại; ở Mach 1.3, các ramp bắt đầu hoạt động, đẩy không khí khỏi động cơ, không khí khi ấy được dùng để điều áp trong máy bay. Ở tốc độ Mach 2.0, các ramp hoạt động một nửa. Chúng cũng giúp làm giảm khối lượng công việc của các máy nén bởi chúng không chỉ nén mà còn làm tăng nhiệt độ không khí.

Lỗi động cơ gây ra những vấn đề rất lớn trên những chiếc máy bay dưới tốc độ siêu thanh, không chỉ bởi máy bay mất lực đẩy ở phía động cơ hỏng mà chính động cơ cũng trở thành một lực cản lớn, khiến máy bay chệch hướng và nghiêng theo phía động cơ hỏng. Nếu điều này xảy ra với Concorde ở tốc độ siêu thanh, hầu như chắc chắn nó sẽ gây ra thảm họa với thân máy bay. Khi động cơ hỏng cửa hút gió của nó hầu như không hoạt động, vì thế hiệu ứng xảy ra lập tức khi động cơ Concorde hỏng sẽ được đối phó bằng cách mở nắp phụ và kéo dài ramp hết cỡ, làm chệch hướng không khí xuống dưới động cơ, lấy lại lực nâng và khiến động cơ có hình dáng khí động học tốt hơn, giảm lực cản của động cơ hỏng. Trong thử nghiệm, Concorde có khả năng tắt cả hai động cơ ở cùng một phía ở tốc độ Mach 2 mà không gặp vấn đề nào về điều khiển.

Máy bay chỉ sử dụng bộ phận (đốt lần hai) khi cất cánh và khi tăng tốc đạt tốc độ âm thanh. Các động cơ chỉ có khả năng đạt tới Mach 2 khi không sử dụng bộ phận đốt lần hai, nhưng thực tế hoạt động cho thấy khi không sử dụng máy bay còn hao phí nhiên liệu nhiều hơn, bởi nó mất nhiều thời gian bay ở tốc độ dưới âm thanh với lực cản lớn dù sử dụng bộ phận đốt lần hai cũng là một phương pháp có hiệu năng thấp.

Máy bay phản lực tuốc bin hoạt động rất kém hiệu quả ở tốc độ bay thấp, Concorde đốt hai tấn nhiên liệu để đi ra tới đường băng. Để tiết kiệm nhiên liệu, chỉ hai động cơ phía ngoài hoạt động sau khi máy bay hạ cánh. Lực đẩy từ hai động cơ đủ cho máy bay chạy vì trọng lượng máy bay ở điểm hạ cánh đã khá thấp. Một chiếc Concorde từng hết sạch nhiên liệu để về nhà ga sau khi hạ cánh; phi công đã bị sa thải.

Các vấn đề nhiệt

Bên cạnh động cơ, vấn đề cần quan tâm nhất với kết cấu của bất kỳ một chiếc máy bay siêu thanh nào là phần mũi. Các kỹ sư đã muốn sử dụng (duralumin) nhôm để chế tạo toàn bộ chiếc máy bay này, vì sự quen thuộc, giá thành và dễ chế tạo của nó. Nhiệt độ cao nhất nhôm có thể chịu được trong đời hoạt động của máy bay tối đa là 127 °C, khiến giới hạn tốc độ tối đa của nó là Mach 2.02.

Concorde trải qua hai quá trình nóng lên và lạnh đi trong một chuyến bay, đầu tiên là quá trình lạnh khi nó lấy độ cao, và sau đó nóng lên khi bay ở tốc độ siêu thanh. Quá trình nghịch đảo xảy ra khi nó hạ độ cao và giảm tốc độ. Yếu tố này cần phải được tính toán khi lựa chọn nguyên liệu. Vì nhiệt độ phát ra bởi không khí bị nén khi Concorde bay với tốc độ siêu thanh, thân máy bay sẽ kéo dài tối đa 300 mm (gần 1 foot), hệ quả lớn nhất là nó tạo ra một khe hở trên thân máy bay giữa rầm và vách ngăn. Trên toàn bộ những chiếc Concorde đã trải qua chuyến bay siêu thanh trước khi ngừng hoạt động, các kỹ sư đã đặt được chiếc mũ của họ vào trong khe hở này trước khi nó lạnh đi, những chiếc mũ vẫn yên vị ở đó tới tận bây giờ. Chiếc mũ lưỡi trai trên Chiếc Concorde tại Bảo tàng Seattle đã bị một người cắt đi, rõ ràng với mục đích ăn trộm, chỉ còn lại phần sau. Tuy nhiên, sau khi được tuyên bố ân xá, chiếc mũ ở tình trạng hư hỏng đã được trả lại; bảo tàng hiện đang xem xét việc gắn lại nó.

Một điều cần thiết khác là điều hòa không khí cho cabin. Concorde dùng nhiên liệu làm nơi thu nhiệt từ máy điều hoà, cũng như để làm lạnh hệ thống thủy lực. Trong các chuyến bay siêu thanh, kính cửa sổ buồng lái trở nên rất nóng không thể sờ tay được.

Concorde cũng bị một số hạn chế khác về sơn phủ; phần lớn bề mặt của nó phải được sơn màu trắng để tránh làm nóng quá mức kết cấu nhôm xuất hiện do hiệu ứng tăng nhiệt ở tốc độ Mach 2. Tuy nhiên, năm 1996, Air France đã sơn chiếc F-BTSD với màu xanh dương chủ đạo (trừ cánh) trong một thời gian ngắn khi thực hiện hợp đồng thương mại với hãng Pepsi Cola. Với màu sơn này, Air France được khuyến cáo không nên bay ở tốc độ Mach 2 hơn 20 phút mỗi lần, nhưng ở tốc độ dưới Mach 1.7 chiếc máy bay không bị một hạn chế nào. F-BTSD đã được lựa chọn cho chương trình quảng cáo thương mại vì nó đã được dự tính ngừng hoạt động trên những đường bay dài cần tốc độ hơn Mach 2.

Các vấn đề kết cấu

Vì bay ở tốc độ lớn, kết cấu của Concorde phải chịu tác động lớn từ nhiều loại lực trong quá trình bay nghiêng và quay đầu. Điều này khiến kết cấu máy bay bị vặn và méo. Vấn đề này được giải quyết bằng cách cho ngừng hoạt động (neutralization) những bộ phận di động bên ngoài máy bay (elevons) khi bay ở tốc độ cao. Chỉ những bộ phận phía trong, được gắn vào những vùng kết cấu tốt nhất tại cánh, hoạt động.

Concorde có cửa sổ hành khách khá nhỏ. Nghiên cứu cho thấy, ở độ cao bay thông thường rất lớn của Concorde, một cửa sổ lớn, nếu bị vỡ sẽ khiến hành khách và phi hành đoàn bị lôi ra ngoài trước khi máy bay có thể hạ xuống độ cao an toàn. Những mặt nạ ôxy tiêu chuẩn cũng không giúp giải quyết vấn đề này. Vì thế các cửa sổ được chế tạo nhỏ để các máy nén có thể giữ ổn định áp lực cabin cần thiết trong quá trình máy bay hạ thấp.

Phanh

Vì tốc độ trung bình cất cánh khá cao tới 250 dặm trên giờ (400 km/h), Concorde cần có bộ phận phanh tốc. Phanh của Concorde là một trong những loại phanh đầu tiên được tích hợp hệ thống chống bó cứng phanh, giúp bánh không bị bó cứng khi phanh khẩn cấp, cho phép giảm tốc độ và mức độ kiểm soát tốt hơn trong quá trình phanh, đặc biệt ở điều kiện ẩm ướt.

Phanh được làm từ carbon và có thể khiến Concorde, nặng tới 185 tấn, chuyển động ở tốc độ 190 dặm trên giờ (305 km/h), đứng lại khi phanh khẩn cấp hủy bỏ cất cánh trên chiều dài một dặm (1600 m). Quá trình phanh khiến nhiệt độ tăng lên trong khoảng 300 °C tới 500 °C, và cần nhiều giờ để làm nguội.

Tăng diện tích hấp thụ bức xạ

Độ cao bay siêu thanh lớn có nghĩa hành khách trên chiếc Concorde phải hứng chịu luồng (flux) bức xạ ion ngoài Trái Đất gấp hai lần so với loại máy bay đường dài khác. Tuy nhiên, vì thời gian bay ngắn hơn, tổng liều lượng tương đương nhỏ hơn một máy bay thông thường khác trên cùng khoảng cách. Hoạt động Mặt trời dẫn tới sự tăng bức xạ vật lý, vì thế khoang máy bay có một dụng cụ đo bức xạ và một thiết bị đo tỷ lệ giảm bức xạ. Nếu mức độ bức xạ lên quá cao, Concorde sẽ hạ xuống dưới 47.000 feet (14.000 m). Tỷ lệ giảm bức xạ ở thiết bị đo sẽ quyết định liệu máy bay có phải hạ thấp nữa không, giảm thời gian máy bay hoạt động ở độ cao không an toàn.

Mũi gấp

Chiếc mũi gấp nổi tiếng của Concorde là sự thỏa hiệp giữa yêu cầu một thiết kế khí động học thích hợp nhằm giảm lực cản và nhu cầu quan sát của phi công trong quá trình chạy trên đường dẫn, cất cánh và hạ cánh. Một máy bay cánh tam giác cất cánh và hạ cánh với góc tấn công lớn (góc mũi lớn) so với máy bay dưới tốc độ siêu thanh, vì cách thức tạo lực nâng của loại cánh tam giác. Mũi nhọn thẳng sẽ làm cản tầm nhìn của phi công trên đường dẫn và đường băng, vì thế mũi của Concorde được thiết kế xoay tới các vị trí khác nhau ở các thời điểm khác nhau. Mũi gấp được tích hợp một mặt nạ di chuyển đã được kéo vào trong mũi trước khi nó được hạ xuống. Khi mũi nâng ngang lên, mặt nạ được đưa lên phía trước kính buồng lái để tạo hiệu quả khí động học tốt nhất.

Một bộ phận điều khiển trong buồng lái sẽ đưa mặt nạ vào trong và mũi sẽ được hạ xuống 5° bên dưới vị trí đường ngang tiêu chuẩn cho quá trình chạy trên đường dẫn và cất cánh. Sau khi cất cánh và rời sân bay, mũi và mặt nạ sẽ được nâng lên. Một thời gian ngắn trước khi hạ cánh, mặt nạ lại được thu vào và mũi hạ xuống 12.5° bên dưới đường ngang để có được tầm quan sát tối đa. Ngay khi hạ cánh, mũi sẽ nhanh chóng được nâng lên vị trí 5° nhằm tránh khả năng bị hư hại. Rất hiếm khi Concorde có thể cất cánh với chiếc mũi gấp hoàn toàn. Một khả năng sắp đặt vị trí cuối cùng là mặt nạ rút vào trong mũi nhưng mũi vẫn ở vị trí tiêu chuẩn. Kiểu sắp đặt này được dùng khi làm vệ sinh kính buồng lái và khi tiến hành những chuyến bay dưới siêu thanh tầm ngắn.

Hai chiếc Concordes nguyên mẫu có hai "lỗ kính" trên mặt nạ của chúng.Cơ quan Quản lý Hàng không Liên bang phản đối tầm quan sát kém của nó và yêu cầu có một thiết kế khác trước khi có thể cho phép Concorde hoạt động tại các sân bay Hoa Kỳ, việc này khiến mặt nạ phải thiết kế lại và nó đã được áp dụng trên bốn chiếc máy bay "tiền sản xuất" (101, 102, 201, và 202).