设计形式
B-2设计团队为诺斯罗普
设计是一个整体的飞翼，没有垂尾或方向舵，该机呈偏航中性，也就是说当B-2向左或向右转弯时，不会产生回中的气动力。
中间部位隆起以容纳座舱、弹舱和电子设备，中央机身的深度需要足以容纳座舱和弹舱，但长度缩短以避免在高亚音速时产生过多的阻力。中央机身两侧的隆起是发动机舱，机翼前缘与机翼后缘和另一侧的翼尖平行，进气口设计为锯齿状布置在飞翼背部，机身尾部后缘也为W形锯齿状，其与翼尖都设计为平行于另侧机翼前缘，为了使气动中心靠近重心，设计将机翼后掠。
除了尾喷口后的区域外，B-2整个飞翼后缘布置有9块大型的操纵翼面。最后方的“海狸尾”是一整块可动控制面，用于在低空飞行时抵消因垂直阵风引起的颠簸。最外侧是一对被称为“减速板-方向舵”的开裂式翼面。剩下6副翼面是用于俯仰和滚转操纵的舵面，最外侧一对在低速时也兼做副翼。
B-2机翼外段后缘的诺斯罗普专利减速板-方向舵可向上下两侧开裂，同时开裂作为减速板，不对称开裂时作为方向舵使用。在正常飞行中，两侧的减速板-方向舵由于飞翼表面的附面层的存在都处于5度的张开位置，当需要进行控制时就立即可以起作用，所以B-2飞行照片中减速板-方向舵都是张开的。但是张开的减速板-方向舵会影响飞机的隐身效果，所以B-2在抵达战区时，减速板-方向舵会完全闭合。
为使表面保持均匀的电导率以减少来自接头或接缝处的雷达波反射。B-2A的大部分表面都覆盖一层特殊的弹性材料，而进气口不能依靠外形隐身需要涂上雷达吸波材料（RAM是可多层喷涂的涂料，内含可将雷达波能量转换成热能的成分）。特定波长的雷达波在照射到涂层后，涂层两面反射的雷达波会发生干涉，从而相互抵消，其组成成分至今仍是高度机密。
发动机
发动机舱内安装了4台GE F118-110非加力涡扇发动机，每台额定静推力8,618千克。F118是在F101-X的基础上研制，后者是B-1轰炸机F101发动机型号。F101-X旁通比0.87：1，只需较小的进气和排气系统，发动机进气口离机翼前缘较远，下方的雷达波难以照射到。飞翼的上表面的进气口和进气道设计独特机载雷达无法从上方直接照射到发动机的正面。
进气口边界层分离板分理出附面层气流再被混合进尾喷口可用来降低排气温度，减少红外辐射的探测。通过分离板的气流被扩压并导向被集中称之为二次气流系统的各种内部气流管路供给内部使用。
航电系统
B-2A的乘员编制两名，并列坐在ACEII弹射座椅上，飞行员在左侧，任务指挥官在右侧。在紧急情况时，弹射座椅通过座舱顶部的易碎舱门弹射。任务指挥官负责导航和武器投放，但两名乘员都可以单独完成整个任务。每个乘员面前都有4个彩色CRT显示器，B-2A的导航系统最初由两套统组成，每套都可以单独导航，但一起工作时精度更高。一个是惯性测量单元，另一个是诺斯罗普NAS-26天文惯性单元。
雷达系统
B-2A机载雷达为休斯公司制造的AN/APQ-181相控阵雷达。这种相控阵有2个雷达天线阵列，不需外加旋转或摇摆式天线，只通过信号阵位的改变和组合，可对不同角度和不同方位进行扫瞄。它的工作频率在12-18GHZ，旁波瓣小，抗电子干扰能力强。合成孔径雷达工作模式主要用于扫瞄陆地地貌，可清晰地获取161千米距离内陆表的扫瞄图像，供飞机对地面目标轰炸时使用；反合成孔径雷达主要用于识别和捕捉海上目标，最远有效距离可达128千米。另外B-2A轰炸机贴地低空突入敌方空域去执行轰炸任时可使用地形匹配和地形规避技术有效实施打击。
载弹能力
两个旋转弹架能携带16枚AGM-129型巡航导弹（可装载核弹头），80枚MK82型或16枚MK84型普通炸弹或36枚CBU-87型集束炸弹，16枚新型的TSSM远程攻击弹药，或者16枚B63型核炸弹。发动机舱之间的机身下方并列布置了两个大型弹舱，每个弹舱可挂载8枚908千克级弹药，也可安装两个炸弹挂架组件以挂载常规弹药。航电与装备性能提升后可以携带AGM-154联合距外武器和GBU-28型5,000磅激光制导炸弹，也可以携带AGM-158联合空对地距外导弹。
可携带Mk 82 500磅低阻力通用炸弹80枚，或者750磅等级集束炸弹36枚，或者
2,000磅等级武器（如Mk 84 2,000磅低阻力通用炸弹、GBU-31联合直接攻击弹药或B-61及B-83核弹）。
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