J-58另外一项特点就是他可以算是混合喷射发动机：他是在一具冲压发动机内部再加上一具涡轮喷射发动机。进入发动机的空气先是被震波锥压缩(同时气流温度也会上升)，接下来气流被分成两道： 一部分进入压缩风扇(核心气流)，其余的经由旁通管直接进入后燃器(旁通气流)。通过压缩风扇的气流会进一部的压缩(同时温度也进一步的上升)，燃料与压缩器留在燃烧室混合燃烧，这时候气体温度达到整个阶段的最高温，仅仅略低于涡轮叶片开始软化的温度。在通过涡轮段之后(温度稍微下降)，核心与旁通气留在此会合一同进入后燃器。但是当黑鸟于高速飞行时，通过震波锥压虽的核心气流温度会高出许多，而这时候气流尚未经过压缩和燃烧段，过高的温度使得喷入燃烧室的燃料量必须减小，以免接在后面的涡轮叶片会因为高温而溶化。当速度接近3马赫的范围时，通过震波锥与压缩段的气流具有的温度已经非常高，这时候没有任何燃料会与核心气流混合，这意味著通过压缩，燃烧和涡轮段的核心气流实际并未提供任何推力，黑鸟仅仅依靠后燃器产生的推力来飞行。利用震波锥的压缩效果，这时候发动机转变成为冲压发动机的型态。没有其他飞机是以这样的方式来运作。通常可以想像这是一具冲压发动机内部还有一具喷射发动机。低速时，喷射发动机(核心部分)与冲压发动机(旁通气流与后燃器混合)共同作用，飞行速度提高时，喷射发动机虽然还是位于冲压发动机的进气通道内，可是已经形同停止工作(这也同时显示涡轮叶片的高温忍耐程度是以多少燃料可以燃烧来决定，同时这也决定这一具发动机最大输出推力有多少)。SR-71上装有先进的电子和光学侦察设备，但都处于绝对保密的状态，外界了解甚少。但通过对其飞行速度和光学照相机的分析，据信一小时内它能完成对面积达324000平方千米的地区的光学摄影侦察任务。形象的说，它只需要6分钟就可以拍摄得到覆盖整个意大利的高清晰度照片。其光学镜头的性能超乎一般的想象，但分辨率高度保密。为了避免飞机向前飞行引起的误差(即使是快门闪动的一瞬间，SR-71也会向前运动距离也相当长。)，侦察照相机均装在导轨上，摄影时向后运动，使得相机相对于地面静止。
