F15具有优秀的气动外形和强大的引擎是它能达到2.5马赫的主要原因。

F15机身采用了全金属半硬壳的结构，与串列双座后掠翼的气动布局，机翼则为切尖三角翼，使得战机在跨音速状态下更加平缓。动力方面，最开始装载了两台普惠F100-PW-100，单台静推力65.2千牛，1991年更换为F110-GE-129后，推力则可达129千牛，超过20吨的推力让F15获得了时速2.5马赫的强大机动能力。