El avión está impulsado por 4 turbofan con poscombustión NK-32, el motor de mayor potencia equipado en un avión de combate. A diferencia del B-1B, que desechó el requisito de Mach 2 como el B-1A original, mantiene tomas de aire variables, y es capaz de alcanzar Mach 2 a altas cotas. El Tu-160 va equipado con un sistema de manguera flexible y cesta para el reabastecimiento en vuelo para aumentar la duración de sus misiones, aunque esto es raro debido a la gran cantidad de combustible que puede llevar, hasta 130 toneladas, lo que le permite una autonomía de vuelo de unas 15 horas.

Aunque el diseño del Tu-160 reduce la detección tanto de radar como de infrarrojos, no se trata de un avión furtivo. Las fuentes rusas afirman que su sección de radar (RCS en inglés, radar cross section) es menor que la del B-1B Lancer, aunque no se ha verificado por fuentes independientes. En abril de 2006 las fuerzas aéreas rusas afirmaron que podían cruzar la zona radar canadiense sin ser detectados, lo que fue objeto de una investigación por parte de la OTAN.

El Tu-160 va equipado con un radar de ataque Obzor-K (designación Otan Clam Pipe) en un radomo dieléctrico, más un radar de perfil terrestre (TFR) Sopka, que le proporciona la información necesaria para el vuelo automático a bajo nivel. Tiene una mira electro-óptica para lanzar bombas y sistemas activos y pasivos de contramedidas electrónicas (ECM).

La tripulación de un Tu-160 consta de 1 piloto, 1 copiloto, 1 oficial de armas y 1 operador de sistemas defensivos en sendos asientos de eyección K-36DM. El piloto dispone de un joystick como los cazas pero los instrumentos de vuelo son analógicos. Hay una zona de descanso, un retrete y una cocina en caso de vuelos largos. No tiene sistemas de visualización HUD o pantallas CRT multifuncionales.

Las armas son transportadas en 2 bahías de carga internas, cada una capaz de albergar un total de 20.000 kg de armas de caída libre o un lanzador rotatorio para misiles nucleares. No lleva ningún tipo de arma defensiva.

"La máquina ya está en el aparcamiento, pasando por la fase de ensayos en función de los cuales seguiremos modernizando nuestro parque de aviones estratégicos", dijo él.