El XB-70 era un avión experimental de largo alcance, de "Ala Delta" cantilever, propulsado por seis turborreactores. Los extremos alares se podían accionar hidraulicamente, para bajarlos y mejorar las características de estabilidad durante los vuelos a velocidades supersónicas a gran altitud, formando un ángulo con el resto de las alas de hasta 65º. Con esto se conseguía también hacer un mayor empleo del efecto de sustentación por compresión, mediante el cual la onda de choque supersónica era encauzada entre los extremos alares y la superficie inferior plana del avión, aumentando la sustentación en un 30% para lograr mayor elevación.
En la sección anterior del fuselaje, detrás de la cabina, estaba situado una especie de plano anterior tipo canard movible, que confería al avión unas excelentes cualidades de vuelo a bajas velocidades y podía levantarlo en las maniobras de despegue y aterrizaje. El fuselaje central era de sección circular, con un diseño parecido al avión supersónico de pasajeros Concorde, siendo construida la parte delantera de la nave con un sistema de posición variable, con láminas de titanio.
El grupo motopropulsor estaba constituido por seis potentes turborreactores General Electric YJ93-GE-3 de 14.000 kgf de empuje con postquemador cada uno, situados todos juntos en linea, en el interior de una especie de cámara rectangular bajo el fuselaje central y las alas, cuya misión consistía en controlar las ondas de choque producidas a altas velocidades, de modo que el aire llegara a los motores con la velocidad y presión óptima para su funcionamiento a diferentes altitudes y velocidades.
