Kích cỡ tương đương F-15C Eagle, một chỗ ngồi, chiếc F-117A sử dụng hai động cơ tuốc bin cánh quạt General Electric F404 không có bộ phận đốt lần hai, và hệ thống điều khiển bay phức tạp. Nó có thể được tái nạp nhiên liệu trên không. Để làm giảm chi phí phát triển, hệ thống điện tử, hệ thống điều khiển bay và nhiều phần khác được lấy từ chiếc F-16 Fighting Falcon, F/A-18 Hornet và F-15E Strike Eagle sang (vì thế những bộ phận này có thể được coi là thiết bị dự trữ nhằm bảo mật dự án).

Những tính năng bị giảm sút cho kỹ thuật tàng hình là động cơ mất 30% công suất, tỷ lệ bề mặt thấp, và phải có hình dáng góc lớn nhằm giảm diện tích phản hồi radar.

F-117A được trang bị hệ thống hoa tiêu tinh vi và các hệ thống tấn công được tích hợp vào trong một bộ hệ thống điện tử số. Nó không mang radar, để làm giảm phát xạ diện tích phản hồi radar. Nó hoa tiêu chủ yếu bằng GPS và hoa tiêu quán tính độ chính xác cao. Nhiệm vụ được điều phối bởi một hệ thống kế hoạch tự động có thể tự động thực hiện mọi khâu của nhiệm vụ tấn công, gồm cả khai hỏa vũ khí. Mục tiêu được một hệ thống hình ảnh nhiệt hồng ngoại phát hiện, chỉ định cho một thiết bị laser tìm tầm và chỉ thị cho những quả bom dẫn đường laser.

Các khoang vũ khí riêng biệt bên trong F-117A có thể mang 2.300 kg vũ khí. Các vũ khí thường được trang bị là một cặp GBU-10, GBU-12, hay bom dẫn đường laser GBU-27, hai bom phá hầm ngầm BLU-109, hai Wind- Corrected Munition Dispensers (WCMD), hay hai Vũ khí điều khiển chung (JDAMs), một quả GPS/INS guided stand-off. Trên lý thuyết nó có thể mang hầu hết các loại vũ khí có trong kho của Quân đội Hoa Kỳ, gồm cả bom hạt nhân B61. Một số loại bom không thể được trang bị, bởi nó quá lớn để lắp vừa khoang trong, hay không tương thích với hệ thống chở của F-117.