气动设计
B-70 采用三角翼设计，前缘向下倾斜，并将约 47 平方米的翼尖与主翼以铰链方式接合，在高速飞行时翼尖可垂下 25 度至 65 度。 理论上此折动机翼有三种好处（高速时）：
（1） 使翼尖起到部分垂直安定面作用，有助于 B-70 的方向安定性。
（2） 超音速时，可抵消其上反角效应
（3） 破坏翼面后部所产生的部份升力，避免升力中心过度向后移动，使飞机趋于稳定
而在设计 B-70 前，NACA（为 NASA 前身）曾发现一种压缩升力的现象，即在某种高速下，一种适当形状的物体可使音障形成的激波撑起物体，如同冲浪快艇般的乘波奔驰，因此 XB-70A 的进气道位于三角翼之下，其巨大体积恰使激波形成向上的压缩空气，能被机翼捕捉，从而提供了免费升力。
XB-70 前置鸭翼的设计部份是为了抵消因高速飞行主翼升力中心后移时，机鼻向下的趋势。 鸭翼前缘有一个可微调的翼缘，后缘是各自独立动作的襟翼。 但在 3 马赫时，前置鸭翼无法抵消升力中心后移所产生的力矩，此时就必须使主翼翼尖向下弯折，以增加其俯仰和方向的安定性，然而这种设计，却对其结构，操纵系统增加了危险的复杂性。
主翼后缘各有六片升降副翼（总计 12 片），外部翼尖各两片升降副翼，在翼尖折下时不能使用。双垂直尾翼除了小三角形面积固定垂直翼面外，其余部分都是可活动的方向舵，链结在垂直翼面斜边上，上摆弧度大于下摆弧度，虽然增加了方向舵效率，但对其结构有部份影响。
推力装置
6 具通用电气公司 YJ93-GE-3 涡轮喷气发动机，具有变距涡轮叶片，每具加力推力高达 14,060 公斤。YJ93 的设计源自 F-4 使用的 J-79 发动机，是 J-79 系列的放大型，仅比 J-79 重约 680 公斤，但推力增加了一倍。XB-70A 具两个大方箱型进气口，尺寸巨大，可供一般人直腰走进，每一进气道可供给三具发动机所需的空气，而进气道内有可变壁式，旁通门，以控制其进气压力与温度，六具发动机并排安装在机尾及飞机中心线两侧。XB-70A 具两个大方箱型进气口，尺寸巨大，可供一般人直腰走进。通用公司设计师布拉克曼（Bruckman）设计的 YJ-93 发动机，在全推力时，每小时需耗掉约 27,000 公斤燃料利用燃油吸收滑油的热，解决了排热问题，也增加推力，此成就列为五角大厦的机密档案。 然而其高能量硼基燃料的毒性倒是引起部份人士的反对。
结构材料
由于 XB-70 高速产生的高温需要特殊的耐高温材料，于是采用了难以处理的钛金属，工程师们寻求各种铸造方法，终于驯服钛金属，铸成 XB-70 可变机鼻的形状，也因此得到美国金属学会的研究成就奖。
机组人员
主要成员有驾驶员，副驾驶两位 （生产型机则增加轰炸领航员，防卫系统操作员两名），具有两个独立逃生舱，分置于驾驶员，副驾驶座位上，一旦紧急脱离时，可形成封闭舱，提供增压，氧气，以供弹射时人员的安全保障。
