B-2隐形轰炸机集现代高新技术于一身，采用独特的机翼式布局，翼展52.43米，机身长21.03米，机高5.18米。综合利用了减弱雷达、光、电和红外信号特征的材料，具有较高的隐身性能，既可实施高空突防，又能进行低空行动。在高空和不进行空中加油的情况下，其最大航程为11,112千米，一次空中加油可飞行18,520千米。为了减少探测信号，其机体外形设计成扁平流线型，并在易反射雷达信号的部位使用了吸波材料，使雷达反射截面积减少到0.1米²。
为防敌方的红外探测，将4台无加力发动机深装在机舱内，把进气道安装在机身上表面，发动机排出的燃气通过二元转向喷管从机翼上表面与后缘内齿口交汇处排出。为对付各种电子战系统的威胁和探测各种目标，机上装有探测各种电磁辐射的相控阵天线和低可见技术的高分辨率雷达。
在武器配备上B-2采用近距攻击武器和空投武器相结合的方案，在生产的20架B-2飞机中分为第10批、第20批和第30批三种型号。第10批型不具备投掷精确制导炸弹的能力，第20批型自动完成飞行任务的能力也不完善，只有第30批型才具有全自动完成飞行任务和“完全不易被发现”的隐身性能。
B-2在飞行和执行任务时，很大程度上要依赖于飞机软件，第30批生产型的作战飞行程序软件包括180万行编码。B-2轰炸机新的作战系统，有依靠全球定位系统定位的瞄准系统和依靠全球定位系统定位的炸弹。
B-2最大武器载量22,680千克。第10批型最多带16枚B-83式核炸弹或16枚MK-84式常规炸弹。第20性型最多可带16枚B-61式核炸弹或36枚集束炸弹，或16枚配有全球定位系统信号接收装置的炸弹，有携带防区外攻击导弹的能力。第30批型最多能带80枚MK-82式炸弹，或36枚M117式炸弹，或80枚MK-62式炸弹，或16枚联合直接攻击武器弹药，最多可带8枚防区外攻击导弹。
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