由于黑匣子经常作为飞行事故调查的重要证据，所以必须具有抗强冲击、抗穿透、抗高温火烧、抗深海压力、耐海水浸泡、耐腐蚀性液体浸泡等能力，能在飞行事故中保存其内部存储的信息。
根据欧洲民用航空设备组织（EUROCAE）于2013年9月发布的ED-112A文件确定的黑匣子防撞国际技术标准，抗坠毁的机载记录系统最低运行性能规范必须符合以下“生存能力标准”：承受3400G冲击；承受5000磅（约2268公斤）静态压力；承受1100摄氏度高温时间1小时；承受260摄氏度高温持续10小时。同时每个飞行记录仪必须有一个水下定位信标（ULB）。当记录仪浸入水中时，ULB会自动激活，并发送90天的信号，以帮助定位黑匣子。
据民航局民航事故调查中心主任毛延峰介绍，黑匣子主要由数据存储单元、电路板、水下定位信标组成。数据记录在数据存储单元内的存储芯片中，绝大多数记录器的数据存储单元里都是固态存储芯片。黑匣子需要具备供电条件和使用专用下载设备和软件才能下载数据。
黑匣子数据下载通常会遇到三种情况：一是数据完全没有受损；二是黑匣子受损，但数据存储单元状态完好；三是黑匣子存储芯片受损。不同的情况，处理的方法也不同。对于完全不受损的黑匣子，需先将其与专用下载设备及电源连接，再次确认连接无误后给黑匣子通电；通电后需使用专用下载设备进行数据下载，再用专用译码软件对下载成功的数据进行分析。如果黑匣子破损，无论是外观还是电路板等部件受损，但数据存储单元状态完好，那么数据下载需要先将数据存储单元拆下，进行清理和检查后，取出并检查存储芯片。若存储芯片外观完好，再将存储芯片安装到另一个完好的同型号记录器中，才能按照正常记录器数据下载步骤执行。若发现黑匣子存储芯片受损，通常按照生产厂家的建议，需将存储芯片返回厂家进行芯片修复处理。
