Bởi vì bầu khí quyển của sao Hỏa chỉ dày đặc bằng khoảng 1⁄100 so với khí quyển của Trái đất ở bề mặt, máy bay khó tạo ra lực nâng hơn nhiều, một khó khăn chỉ được bù đắp một phần bởi trọng lực thấp hơn của sao Hỏa (khoảng một phần ba của Của Trái đất).[22] Bay gần bề mặt sao Hỏa được mô tả là tương đương với bay ở độ cao hơn 27.000 m so với Trái đất, độ cao mà các máy bay trực thăng hiện có chưa từng đạt được. Được tạo ra chủ yếu từ carbon dioxide, bầu khí quyển của sao Hỏa yêu cầu tốc độ quay của cánh trực thăng là 2.400 vòng / phút để Ingenuity có thể ở trên cao, gấp khoảng năm lần so với nhu cầu trên Trái đất.[23]

Ingenuity được thiết kế để thử nghiệm công nghệ của JPL để đánh giá xem liệu công nghệ này có thể bay an toàn hay không, đồng thời cung cấp bản đồ và hướng dẫn tốt hơn để cung cấp cho những người điều khiển sứ mệnh trong tương lai nhiều thông tin hơn để giúp lập kế hoạch tuyến đường và tránh rủi ro, cũng như xác định các điểm ưa thích cho xe tư hành.[24] Máy bay trực thăng được thiết kế để cung cấp hình ảnh trên cao với độ phân giải xấp xỉ mười lần hình ảnh quỹ đạo và sẽ cung cấp hình ảnh về các tính năng có thể được hiển thị từ máy ảnh của xe tự hành Perseverance.[25] Người ta mong đợi rằng việc trinh sát như vậy có thể cho phép những xe tự hành trong tương lai di chuyển một cách an toàn và xa hơn ba lần trong mỗi ngày sao Hỏa.[26]

Máy bay trực thăng sử dụng cánh quạt đồng trục quay ngược chiều có đường kính khoảng 1,2 m (4 ft). Trọng tải của nó là một camera hướng xuống có độ phân giải cao để điều hướng, hạ cánh và khảo sát địa hình một cách khoa học, và một hệ thống liên lạc để chuyển tiếp dữ liệu đến máy dò Perseverance.[27] Mặc dù nó là một chiếc máy bay, nó được chế tạo theo các thông số kỹ thuật của tàu vũ trụ để chịu được gia tốc và rung động trong quá trình phóng.[28] Nó cũng bao gồm các hệ thống chống bức xạ có khả năng hoạt động trong môi trường băng giá của sao Hỏa. Từ trường không nhất quán của sao Hỏa ngăn cản việc sử dụng la bàn để điều hướng, vì vậy nó sử dụng camera theo dõi năng lượng mặt trời được tích hợp với hệ thống định vị quán tính trực quan của JPL. Một số đầu vào bổ sung bao gồm con quay hồi chuyển, cảm biến độ nghiêng, máy đo độ cao và thiết bị phát hiện nguy cơ.[29] Nó được thiết kế để sử dụng các tấm pin mặt trời để sạc lại pin, đó là sáu tế bào Sony Li-ion có công suất năng lượng pin 35–40 Wh (130–140 kJ) [30]

Thời gian bay không bị giới hạn bởi năng lượng sẵn có mà bởi nhiệt thải làm nóng động cơ trong quá trình bay với tốc độ 1 K / s.[31]

Máy bay trực thăng sử dụng bộ vi xử lý Qualcomm Snapdragon 801 với hệ điều hành Linux. [45] Trong số các chức năng khác, bộ xử lý này điều khiển thuật toán điều hướng trực quan thông qua ước tính vận tốc thu được từ các tính năng được theo dõi bằng camera điều hướng hướng xuống có chứa cảm biến màn trập toàn cầu Omnivision OV7251 hoặc camera địa hình hướng chân trời.[32] Bộ xử lý Qualcomm được kết nối với hai bộ vi điều khiển điều khiển chuyến bay (MCU) để thực hiện các chức năng điều khiển chuyến bay cần thiết. Nó cũng mang điện thoại di động Bosch BMI-160 IMU, cảm biến độ nghiêng Murata SCA100T-D02 và máy đo độ cao laser Garmin LIDAR Lite v3.[33]

Thông tin liên lạc với bộ định tuyến thông qua một liên kết vô tuyến sử dụng các giao thức liên lạc Zigbee công suất thấp, được thực hiện thông qua chipset SiFlex 02 914 MHz được gắn trong cả bộ định tuyến và máy bay trực thăng.[34] Hệ thống liên lạc được thiết kế để chuyển tiếp dữ liệu ở tốc độ 250 kbit / s trên khoảng cách lên đến 1.000 m (3.300 ft).[34] Máy bay trực thăng sử dụng một ăng-ten đơn cực nhẹ nằm trên tấm năng lượng mặt trời của máy bay trực thăng được sử dụng như một mặt đất lớn hơn được thiết kế để liên lạc bình đẳng theo mọi hướng. Mặc dù cồng kềnh hơn nhiều, máy bay cũng mang theo một ăng-ten đơn cực để liên lạc với trực thăng.[34]