从结构上来说，C-17采用大型运输机的常规布局，机翼为悬臂式上单翼，前缘后掠角25度，垂直尾翼有个特殊的设计，内部有一个隧道式的空间，可容纳一位检修人员攀爬以便进行上方水平尾翼的维修。液压可收放式三点式起落架，在紧急状况下可靠重力自由放下。前起落架为双轮式，主起落架为六轮，旋转90度向机身内侧收入整流罩内。
C-17拥有强大的载运能力，其货仓可并列停放三辆悍马吉普车，2辆卡车或1辆M1A2坦克，也可装运3架AH-64武装直升机。在执行空投任务时可空投27吨到49吨货物，或102名全副武装的伞兵和一辆M1主战坦克。同时，C-17对起落环境的要求极低，最窄可在18.3米宽的跑道上起落，能在90米X132米的停机坪上运动，这就使得其既能承担战略任务，又可完成战术任务，很长时间都是中国空军最羡慕，最眼红的大飞机之一。
随着我国运-20运输机的研发成功，可将装甲车、坦克甚至武装直升机等重型装备迅速部署到“一线战场”，将会和运-8、运-7将形成合理搭配，进一步完善国产军用运输机体系。到那时中国的战略空军将会实际成型，中国空军的远程机动能力和战略投送能力将会获得大幅提升。也算是迈出了向C-17靠近的一步。
