Konstruksi F-22 39% titanium, 24% komposit, 16% aluminium dan 1% termoplastik berat. Titanium digunakan untuk rasio tinggi kekuatan-to-weight di daerah tegangan kritis, termasuk beberapa bulkheads, dan juga untuk kualitas tahan panas di bagian yang panas dari pesawat.
Komposit serat karbon telah digunakan untuk frame pesawat, pintu, spar menengah di sayap, dan untuk panel kulit konstruksi sarang lebah sandwich.
Kokpit dilengkapi dengan throttle tangan-on dan tongkat kontrol (HOTAS). Kokpit memiliki enam warna liquid crystal display. Layar multifungsi proyeksi primer Kaiser Electronics memberikan pandangan rencana udara dan situasi taktis darat termasuk identitas ancaman, prioritas ancaman dan informasi pelacakan.
Dua display menyediakan komunikasi, navigasi, identifikasi dan informasi penerbangan. Tiga menampilkan sekunder menunjukkan ancaman udara dan darat, toko manajemen dan informasi ancaman udara.
Head-up display (HUD) BAE Systems menunjukkan statusnya sasaran, status senjata, amplop senjata dan menembak isyarat. Sebuah catatan kamera video data pada HUD untuk analisis post-misi.
Mesin turbofan ganda Pratt & Whitney F119-PW-100 F-22 memiliki kemampuan pengarah daya dorong. Pengarah ini bisa mengatur perputaran axis pitch sampai sekitar 20°. Daya dorong maksimum mesin ini masih dirahasiakan, namun diperkirakan sekitar 35.000 lbf (156 kN) per turbofan. Kecepatan maksimum pesawat ini diperkirakan sekitar Mach 1,2 ketika dalam supercruise tanpa senjata eksternal. Dengan afterburner, menurut Lockheed Martin, kecepatannya "lebih dari Mach 2,0" (2.120 km/jam).
F-22 juga bisa bermanuver dengan sangat baik pada kecepatan supersonik maupun subsonik. Penggunaan pengarah daya dorong membuatnya bisa berbelok secara tajam, dan melakukan manuver ekstrem seperti Manuver Herbst, Kobra Pugachev,[10] dan Kulbit. F-22 juga bisa mempertahankan sudut menyerang konstan yang lebih besar dari 60°. Ketinggian terbang juga memengaruhi serangan. Dalam latihan militer di Alaska pada Juni 2006, para pilot F-22 menyebut bahwa kemampuan terbang pada ketinggian yang lebih tinggi dari pesawat lain merupakan salah satu faktor penentu kemenangan mutlak F-22 pada latihan tersebut.
F-22 menggunakan radar AN/APG-77 AESA yang dirancang untuk operasi superioritas udara dan serangan darat, yang sulit dideteksi pesawat lawan, menggunakan apertur aktif, dan dapat melacak beberapa target sekaligus dalam cuaca apapun. AN/APG-77 mengganti frekuensinya 1.000 kali setiap detik, membuatnya juga sangat sulit dilacak. Radar ini juga dapat memfokuskan emisi terhadap sensor lawan, membuat pesawat lawan mengalami gangguan.
Informasi pada radar ini diproses oleh dua prosesor Raytheon, yang masing-masing dapat melakukan 10,5 miliar operasi per detik, dan memiliki memori 300 megabyte. Perangkat lunak pada F-22 terdiri dari 1,7 juta baris koding, yang sebagian besar memproses data yang ditangkap radar. Radar ini memiliki jarak jangkau sekitar 125-150 mil, dan direncanakan untuk dimutakhirkan dengan jarak maksimum sekitar 250 mil.
F-22 juga memiliki beberapa fungsi yang unik untuk pesawat seukurannya. Antara lain, pesawat ini memiliki kemampuan deteksi dan identifikasi musuh yang hampir setara dengan RC-135 Rivet Joint. Kemampuan "mini-AWACS" ini membuat F-22 sangat berguna di garis depan. Pesawat ini bisa menandakan target untuk pesawat F-15 dan F-16, dan bahkan dapat mengetahui pesawat apa yang pesawat kawan sedang targetkan, jadi bisa membuat agar pesawat kawan tidak mengejar target yang sama.
Bus data yang digunakan pesawat ini diberi nama MIL-STD-1394B, yang dirancang khusus untuk F-22. Sistem bus ini dikembangkan dari sistem komersial FireWire (IEEE-1394),[14] yang diciptakan oleh Apple dan sering ditemukan pada komputer Apple Macintosh. Sistem bus data ini juga akan digunakan pada pesawat tempur F-35 Lightning II.