ตู-160 เป็นเครื่องบินที่ปีกสามารถพับได้ตั้งแต่ 20° ถึง 65° มันใช้ปีกแบบพับและแผ่ที่มีแฟลบอยู่ที่ขอบ ตู-160 ใช้ระบบควบคุมแบบฟลาย-บาย-ไวร์ (fly-by-wire)

มันมีเครื่องยนต์เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนคุซเนทซอฟ เอ็นเค-321 พร้อมสันดาปท้ายสี่เครื่องยนต์ มันเป็นเครื่องยนต์ที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่เคยใช้กับเครื่องบินรบ มันไม่เหมือนกับบี-1บีซึ่งไม่สามารถทำความเร็วกว่ากว่า 2 มัคเหมือนกับบี-1เอ ตู-160 นั้นมีส่วนหน้าของเครื่องยนต์ที่เปลี่ยนรูปได้และสามารถทำความเร็วได้มากกว่า 2 มัค

ตู-160 ระบบเติมเชื้อเพลิงกลางอากาศสำหรับภารกิจระยะไกลถึงแม้ว่าน้อยครั้งนักที่ต้องใช้ ความจุเชื้อเพลิงอย่างมหาศาลของตู-160 คือ 130 ตันทำให้ทำการบินได้นาน 15 ชั่วโมงด้วยความเร็ว 850 กิโลเมตร/ชั่วโมงที่ความสูง 30,003 ฟุต[3]

ตู-160 มีความคล้ายคลึงกับบี1เอ แลนเซอร์ของนอร์ท อเมริกัน ร็อคเวลล์ ถึงแม้ว่าตู-160 นั้นจะมีขนาดใหญ่กว่าและเร็วกว่ามากก็ตาม

แม้ว่าตู-160 นั้นจะถูกออกแบบมาเพื่อลดการถูกตรวจจับโดยเรดาร์และอินฟราเรด มันก็ยังไม่ใช่อากาศยานล่องหน ถึงกระนั้นในวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2549 ผู้บัญชาการอิกอร์ โควรอฟได้อ้างว่าตู-160 ได้ทำการรุกล้ำเขตอาร์กติกของสหรัฐฯ โดยที่ไม่ถูกตรวจจับ ทำให้นาโต้ทำการสืบสวนในเรื่องดังกล่าว[4] [5][6]

ตู-160 มีเรดาร์แบบออบซอร์-เคในส่วนคล้ายโดมและเรดาร์พื้นผิวซึ่งทำให้บินได้อย่างปลอดภัยในระดับต่ำ ตู-160 มีกล้องมองแบบกลางคืนเพื่อทิ้งระเบิดในตอนกลางคืน ระบบสงครามอิเลคทรอนิกของมันก็มีระบบต่อต้านการคุกคามด้วยอิเลคทรอนิกเช่นกัน

ตู-160 มีลูกเรือทั้งสิ้นสี่นาย (นักบิน นักบินผู้ช่วย ผู้ควบคุมอาวุธ และผู้ควบคุมระบบป้องกัน) พร้อมเก้าอี้ดีดตัวแบบเค-36ดีเอ็มนักบินมีคันบังคับแบบเครื่องบินขับไล่แต่มีส่วนเข็มวัดที่เป็นแบบไอน้ำ ส่วนที่ำกของลูกเรือ ห้องน้ำ และห้องครัวมีไว้สำหรับการบินในระยะยาว มันไม่มีจอแสดงผลและจอซีทีอาร์เหมือนกับเครื่องบินทั่วไป อย่างไรก็ตามมีการวางแผนที่จะให้ตู-160 ทันสมัยยิ่งขึ้นในปีพ.ศ. 2546 พวกมันยังรวมทั้งระบบควบคุมการบินแบบดิจิตอลและความสามารถในการบรรทุกอาวุธแบบใหม่ อย่าง ขีปนาวุธพิสัยไกล

อาวุธจะถูกบรรทุกเอาไว้ในห้องสองห้องภายในตัวเครื่องบิน แต่ละห้องจะสามารถจุได้ 20,000 กิโลกรัมสำหรับอาวุธแบบปล่อยและขีปนาวุธนิวเคลียร์ นอกจากห้องเก็บขีปนาวุธแล้วก็ยังมีการบรรทุกที่ส่วนนอกอีกด้วย ความจุอาวุธของเครื่องบินอยู่ที่ 45,000 กิโลกรัมนั้นทำให้มันเป็นเครื่องบินทิ้งระเบิดขนาดหนักที่สุดเท่าที่เคยมีการสร้างขึ้นมา อย่างไรก็ดีมันไม่มีอาวุธสำหรับป้องกันตนเอง ตู-160 เป็นเครื่องบินทิ้งระเบิดแบบแรกของโซเวียตที่ไร้อาวุธหลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง

มีรุ่นสำหรับการแสดงโดยมีชื่อว่าตู-160เอสเคซึ่งถูกแสดงที่เอเซียน แอร์โรสเปซในสิงคโปร์เมื่อปีพ.ศ. 2537 พร้อมแบบจำลองของยานพาหนะอวกาศที่ส่วนใต้ของเครื่องบิน ในปีพ.ศ. 2538 ตูโปเลฟได้ประกาศหุ้นส่วนกับเยอรมนีเพื่อทำการผลิตเครื่องบินสำหรับบรรทุกยานพาหนะ รัฐบาลเยอรมันถอนตัวในปีพ.ศ. 2541