AC-130 lắp đặt thiết bị nhìn đêm hồng ngoại, thiết bị khuếch đại ánh sáng mờ (độ khuếch đại tối đa tới 4.000 lần), thiết bị nhìn đêm tạo ảnh nhiệt và thiết bị phát hiện tia lửa điện khi ô tô hoạt động… Các thiết bị trên máy bay hầu hết phục vụ cho việc đánh đêm.

Ngoài ra, phi đoàn máy bay cường kích hỏa lực pháo binh AC-130U được huấn luyện để có thể tấn công 2 mục tiêu trong cùng một thời điểm. Trường hợp xạ kích trong điều kiện phức tạp của môi trường tự nhiên và ánh sáng yếu, các khẩu pháo có thể được điều khiển và chỉ thị mục tiêu bằng hệ thống radar kỹ thuật số điều khiển hỏa lực Hughes AN/APQ-180, đài quan sát hồng ngoại bán cầu phía trước với góc mở 180 độ của công ty Texas Instruments AN/AAQ-117 hoặc camera TV GEC-Marconi ALLTV (all-light-level TV).

Hệ thống điện tử của AC-130U bao gồm: Radar đa năng AN/APG-80 (một biến thể nâng cấp của radar được lắp đặt trên máy bay chiến đấu F-15). Radar này cung cấp bản đồ địa hình mặt đất, phát hiện và theo dõi các mục tiêu di động, trinh sát tình hình thời tiết và định vị theo các đài phát sóng radio vị trí trên thực địa. Ngoài ra, đài radar có thể được sử dụng để thực hiện nhiệm vụ điều hướng và dẫn đường cho phi công. Radar tích hợp đa nhiệm theo dõi bề mặt trái đất được thực hiện bằng cách sử dụng một tập hợp các ăng-ten được lắp đặt (anten mảng pha) tổng hợp được đặt trong chụp bán cầu lồi trên mũi của máy bay phía bên trái gồm: Hệ thống dẫn đường quán tính; Thiết bị quang điện LED hiển thị tình huống tác chiến trên kính chắn gió buồng lái; Hệ thống định vị vệ tinh NAVSTAR; 4 máy tính IBM IP-102 trên thân máy bay sử dụng 3 kênh đường truyền kỹ thuật số dữ liệu MIL-STD-1553B.

Hệ thống bảo vệ và phòng thủ của AC-130U bao gồm: Đài chế áp radio – điện tử ITT Avionics AN/ALQ-17, được bố trí trong cánh máy bay; 90 đạn bẫy hồng ngoại và 300 đạn gây nhiễu phản xạ thụ động MJU7 hoặc 180 M206 đạn gây nhiễu phản xạ thụ động được đặt trong 3 bộ khí tài phóng đạn, nằm ở hai bên và dưới thân máy bay; Hệ thống hồng ngoại phát hiện máy bay bị tấn công bằng tên lửa không đối không AN/AAR-44; Khí tài đầu thu bức xạ radio Loral AN/ALR-56M, được sử dụng để phát hiện máy bay bị chiếu xạ bằng sóng radar.

Đồng thời máy bay AC-130 U còn được lắp đặt bộ phận tiếp dầu trên không, và lắp đặt các tấm giáp bảo vệ từ các loại vật liệu tổng hợp, được sử dụng trong các chiến dịch có cường độ tác chiến cao hoặc thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm.