机型结构
F-22采用外倾双垂尾常规气动布局。垂尾向外倾斜27度，恰好处于一般隐身设计的边缘。其两侧进气口装在翼前缘延伸面（边条翼）下方，与喷嘴一样，都作了抑制红外辐射的隐形设计，主翼和水平安定面采用相同的后掠角和后缘前掠角，都是小展弦比的梯形平面形，水泡型座舱盖凸出于前机身上部，全部武器都隐蔽地挂在4个内部弹舱之中。
不同于俄罗斯苏47的单大弹仓，F-22所使用的是2个大弹仓和2个侧弹仓。大弹仓具备伸缩发射架，所能搭载的是中距空空导弹或者航空炸弹，而俩个侧弹仓是专门为发射格斗导弹设计。
F-22水平面上为高梯形机翼搭配一体化尾翼的综合气动力外型，包括彼此隔开很宽和并朝外倾斜的带方向舵型垂直尾翼，且水平安定面直接靠近机翼布置。按照技术标准（小反射外形、吸收无线电波材料、用无线电电子对抗器材和小辐射无线电电子设备装备战斗机，其设计最小雷达反射面为0.005～0.01平方米左右）。在结构上还广泛使用热加工塑胶（12%）和人造纤维（10%）的聚合复合材料（KM）。在量产型上使用复合材料（KM）的比例（按重量）更将达35%。两侧翼下所使用的发动机进气道，是在F18E/F型上已经技术成熟的嘉莱特进气道（CARET）.相较于F-15“鹰”战斗机上所使用的可调外压四波系超音速进气道，这款进气道的优势在于飞机进行超音速飞行时，其所产生的激波会使气流进入进气道后变得均匀，能提高进气效率。在为小涵道的F-119型发动机提供足够进气的同时，其斜切的外型减小了作为隐形战斗机重要指标的雷达反射面积（RCS），该进气道为不可调节。
从压气机到发动机进气口之间的通道呈S形通道。发动机具备二维向量喷嘴，有固定的侧壁和调节喷管横截面积；及可俯仰±20°角的可动上下调节板以偏转推力方向。
动力系统
服役的F-22战斗机装备两台F119-PW-100低涵道比加力涡扇发动机，单台最大推力104千牛，加力推力156千牛，推重比超过10。相对于上一代战斗机使用的发动机，F119在零件数量少40%的情况下能多输出22%的推力，并且采用了推力矢量技术，发动机喷口能在纵向偏转±20度，使F-22具备了极佳的机动性和短距起降性能。
武器装备
空对空挂载：
6枚AIM-120先进中程空对空导弹
2枚AIM-9响尾蛇导弹
空对地挂载：
2枚GBU-32联合直接攻击弹药（Joint Direct Attack Munition, 缩写JDAM）或
2枚风偏修正弹药洒布器（Wind Corrected Munitions Dispensers, 缩写WCMDs）或
8枚GBU-39小直径炸弹（Small Diameter Bombs, 缩写SDB）
2枚AIM-120先进中程空对空导弹、2枚AIM-9响尾蛇导弹。
机炮：1门20毫米M61A2火神机炮，备弹480发，采用电机驱动，发射速度达到4000发/分，并配有训练弹、穿甲弹、高爆弹等不同弹种。
航电系统
F-22按TRW公司通用手册研制的整套综合无线电电子设备包括：中央数据综合处理系统；综合通讯、导航和识别系统ICNIA和包括无线电电子对抗系统的全套电子战设备INEWS；具高分辨力的雷达AN/APG-77和光电传感器系统EOSS，两个激光陀螺仪的超黄蜂LN-100F惯性导航系统（HHC）。
F-22搭载的雷达为带电子扫描的主动相位阵列雷达，它包含了近2000块模组，其中使用了超高频率范围的单一积分系统技术。为提高隐蔽性，设计有雷达站被动工作状态，在配合上ALQ-94的情况可以不启动主动雷达达到在400公里外预警敌机的效果，它保证雷达站以主动状态工作时信号更不容易被截获。飞行员座舱内的自动仪表设备包括4台液晶显示器和广角仪表起飞着陆系统。
F-22的航空电子系统采用“宝石柱”计划的系统构形研究成果和许多新技术。在这种可重构的系统构形中，用外场可更换模块（LRM）取代了外场可更换部件（LRU）。各模块分别承担整个航电系统的一部份工作，各模块承担的工作与飞机执行任务时的飞行阶段密切相关。
而且当某个模块发生故障时，可使用其他正常模块来承担这一阶段最重要的功能，从而提高了系统工作的可靠性。
F-22的AN/APG-77雷达是1个用于探测目标的有源相控阵系统。它通过集中数据处理系统与其他传感器和航空电子设备一起工作。处理器控制天线发射和接收波束的图形，以及处理接收的雷达数据。
APG-77雷达的技术基础是来自超可靠雷达（URR）计划和空军的有源相控阵雷达试验。超可靠雷达的独特的特点是德州仪器公司的固态相控阵（SSPA）天线。每个辐射元件的独立发射和接收是这种系统设计中的创新之处，并确保提高了灵活性和小的雷达反射截面积。雷达的低截获率能力使F/A-22在瞄准装备有雷达警报接收机和电子干扰设备的敌机时，而敌机还不知道其已被瞄准。
2007年，第20批次生产的F-22战斗机所使用的是APG-77V1改进型雷达，相较于老款的APG-77，改进型雷达使用了后期的APG-81和APG80的部分技术。在2011年所生产的F-22第30批次，配备的是APG-77V2型雷达，增加了侧视AESA，提高了态势感知和情报收集能力，并对于通信能力也进行了较大的提高。
