与老式轰-6相比，轰-6K的发动机配备有更大的油箱，战机的航程从1800-2000千米增加至3500千米以上（携带巡航导弹）。新机的机载雷达也更为强大。轰-6K的机头前部几乎全部被雷达所占据。
在武器配备方面，轰-6K的两侧机翼下可各挂载3枚CJ-10A远程巡航导弹（每枚重量为2吨）。据悉，轰-6K并未设置内置弹仓，因此省出的空间可用来携带更多的燃料和安装电子战设备。
轰-6K是目前轰-6轰炸机的最新型号。也是中国核三位一体的重要组成部分。原轰6的设计最大载弹量为9吨，而标称6000公里航程的飞行载弹量远达不到这个数。一般而言，轰6作为常规炸弹载机遂行作战任务时，一般载弹量大约在3～5吨左右。
轰6K挂载6枚巡航导弹，导弹体积与弹重可参考YJ-83得知，单枚弹重810公斤左右，6枚弹重大约5吨，与老型机相当。三项相加大约提供5吨左右的飞行重量余量。
