C-17容战略和战术空运能力于一身。在C-17货舱尺寸货舱设计上，尽管C-17外形尺寸和C-141差不多。但其货舱尺寸却与外形尺寸比C-17大的C-5“银河”相当。
按能在货舱中两排布置6辆卡车的要求，货舱宽度为5.49米，长26.82米，高4.11米。吉普车可3辆并列，也可装运3架AH-64武装直升机。各种被空运的车辆可直接开入舱内。机舱中心线和机舱两壁可装折叠式座椅。空投能力包括空投27,215～49,895千克货物，或空降102名伞兵。
为了装载陆军最重的装备——55吨重的M1主战坦克，货舱地板由铝合金纵梁加强，达到了60吨的最高承载能力。
C-17可顺利承载62吨的M1A2型主战一辆豹1主战坦克从C-17货舱驶出坦克，地板上布置了系留环、导轨、滚珠、滚棒系统等设施，这些设施延伸到可在飞行中放下的货桥上，货桥上有货物降落伞拽出装置。每个系留环可承受11,340公斤拉力。C-17货舱门关闭时，舱门上还能承重18,150千克，几乎是C-130全机的装载量，而一般的运输机舱门通常只能堆放轻的货物。
机身尾部两侧各有一跳伞舱门。尾部机身顶上和机翼前的机身顶上分别有两个水上降落应急出口。
2013年C17生产完军方的订单后，正式停产
C-17安装四具普惠（Pratt & Whitney）的PW2C-17上的PW2040发动机040涡轮风扇发动机，美军编号F117-PW-100。
此型发动机的前身是PW2037，由普惠公司于1979年12月开始研发，推力为17,418千克，1983年12月通过联邦航空管理局（FAA）的认证，1984年12月开始装于波音757上使用。1988年普惠公司完成推力提升，将推力增加到18,915千克，并赋予新的型号PW2040。
1988年12月获得军方认证安装在C-17上，当时此型发动机已累积了数百万飞行小时的使用经验，可靠且耐用。
发动机以悬吊式挂架（cantilevered pylon）挂于机翼的前下方，每具挂架由数件铸铝螺桩结构与机翼相搭接，使外挂载和机翼间有连续的负载路径（loadpath）。
