弗吉尼亚级核潜艇是美军在海狼级核潜艇取消之后进行研发的一款代替海狼级核潜艇的一个过渡期产物。美军海军希望成本能控制在海狼级核潜艇的三分之二以内，但是性能不能降太多。
为了支持特种作战任务，“弗吉尼亚”级核潜艇上专门装设了一个可以放出和回收的特种人员运载器以及与其对接的艇上接口。特种人员运载器可容纳9名特种作战人员和为执行特种任务所需要的各种装备。“弗吉尼亚”级核潜艇把特种人员运载器在水下秘密遣送出去之后，特种作战人员可执行救援、搜索、破袭、情报收集以及引导空中打击等任务，完成上述任务之后，特种作战人员可以利用运载器隐蔽地返回“弗吉尼亚”级核潜艇。
作战系统方面，弗吉尼亚级使用雷声公司新开发的AN/BSY-3战斗系统，具有最高的整合程度(将舰上所有侦测、通讯与作战装备都整合在一起)，以提高作战效率并节省人力。此系统的架构与CCS MK-2类似，采用开放式系统架构，大量使用民间组件，并使用本身就有数据处理能力的Q-70彩色显示控制台。由于科技的进步，加上运用先前BSY-2的开发与使用经验，新战斗系统的数据处理能力号称达到BSY-2的七倍，但成本却只有BSY-2的1/6。
弗吉尼亚级核潜艇假想攻击图
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“弗吉尼亚”级拥有新开发的AN/BQQ-10整合式声纳系统，包含舰首大型球形主/被动数组声纳、chin高频主动声纳与WAA宽孔径侧面被动数组声纳，以及TB-16与洛克希德马丁公司的TB-29A拖曳数组声纳各一。“弗吉尼亚”级的电子战系统则包括与海狼级相同的AN/WLY-1水下警告/反制系统和AN/BLQ-10电子支持系统。
另外，由于敌方在沿海布设水雷阻挡美国舰队的可能性极高，新一代的美国主战舰艇本身都要具备足够的水雷侦测与反制能力，使其不必劳驾专业水雷反制舰艇就能在第一时间内迅速排除此一障碍，而“弗吉尼亚”级潜艇也不例外，将配备波音开发的新型“长期水雷侦测系统”，包括两具长度6m的无人水下载具、一具拥有18m长机械臂的水雷回收/爆破遥控机械人以及相关支持的装备，可由舰上的鱼雷管施放与回收。此系统于2004年启用，未来将装置于美国海军各型攻击潜艇上。
