C-17容戰略和戰術空運能力於一身。在C-17貨艙尺寸貨艙設計上，儘管C-17外形尺寸和C-141差不多。但其貨艙尺寸卻與外形尺寸比C-17大的C-5“銀河”相當。
按能在貨艙中兩排佈置6輛卡車的要求，貨艙寬度為5.49米，長26.82米，高4.11米。吉普車可3輛並列，也可裝運3架AH-64武裝直升機。各種被空運的車輛可直接開入艙內。機艙中心線和機艙兩壁可裝摺疊式座椅。空投能力包括空投27,215～49,895千克貨物，或空降102名傘兵。
為了裝載陸軍最重的裝備——55噸重的M1主戰坦克，貨艙地板由鋁合金縱梁加強，達到了60噸的最高承載能力。
C-17可順利承載62噸的M1A2型主戰一輛豹1主戰坦克從C-17貨艙駛出坦克，地板上佈置了繫留環、導軌、滾珠、滾棒系統等設施，這些設施延伸到可在飛行中放下的貨橋上，貨橋上有貨物降落傘拽出裝置。每個繫留環可承受11,340公斤拉力。C-17貨艙門關閉時，艙門上還能承重18,150千克，幾乎是C-130全機的裝載量，而一般的運輸機艙門通常只能堆放輕的貨物。
機身尾部兩側各有一跳傘艙門。尾部機身頂上和機翼前的機身頂上分別有兩個水上降落應急出口。
2013年C17生產完軍方的訂單後，正式停產
C-17安裝四具普惠（Pratt & Whitney）的PW2C-17上的PW2040發動機040渦輪風扇發動機，美軍編號F117-PW-100。
此型發動機的前身是PW2037，由普惠公司於1979年12月開始研發，推力為17,418千克，1983年12月通過聯邦航空管理局（FAA）的認證，1984年12月開始裝于波音757上使用。1988年普惠公司完成推力提升，將推力增加到18,915千克，並賦予新的型號PW2040。
1988年12月獲得軍方認證安裝在C-17上，當時此型發動機已累積了數百萬飛行小時的使用經驗，可靠且耐用。
發動機以懸吊式掛架（cantilevered pylon）掛於機翼的前下方，每具掛架由數件鑄鋁螺樁結構與機翼相搭接，使外掛載和機翼間有連續的負載路徑（loadpath）。
