ความสามารถในการทำภารกิจโจมตีในแดนลึกของเอฟ-15อีแตกต่างจากจุดประสงค์ของต้นแบบเอฟ-15 เพราะเอฟ-15 ถูกออกแบบให้เป็นเครื่องบินขับไล่เหนือชั้น[7] อย่างไรก็ตามโครงสร้างต้นแบบนั้นก็ได้พิสูจน์ถึงความหลากประโยชน์ซึ่งมากพอที่จะเป็นเครื่องบินขับไล่ ขณะที่ถูกออกแบบสำหรับโจมตีภาคพื้นดินเอฟ-15อีก็มีความร้ายกาจในการโจมตีแบบอากาศสู่อากาศของเอฟ-15 มาด้วย และสามารถป้องกันตัวเองได้จากอากาศยานของข้าศึก[8]

ต้นแบบของเอฟ-15อีเป็นการดัดแปลงของเอฟ-15บีที่มีสองที่นั่ง เอฟ-15อียังมีการเปลี่ยนแปลงทางด้านโครงสร้างและเครื่องยนต์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น ที่นั่งด้านหลังมีไว้เพื่อนักบินที่จะควบคุมระบบอาวุธ นักบินตำแหน่งนี้จะใช้จอจำนวนมากเพื่อแสดงข้อมูลจากเรดาร์ เซ็นเซอร์อินฟราเรด สถานะอาวุธและข้าศึก เป้าหมายและใช้แผนที่อิเลคทรอนิคเพื่อใช้ในการนำทาง เครื่องควบคุมจะถูกใช้เพื่อเลือกข้อมูลของเป้าหมายใหม่ จอแสดงสามารถย้ายจากจอหนึ่งไปอีกจอหนึ่งได้โดยเลือกจากเมนูในหน้าจอตัวเลือก มันไม่เหมือนกับเจ็ทสองที่นั่งรุ่นก่อนๆ (อย่างเอฟ-4 แฟนทอม 2 และเอฟ-14 ทอมแคท) ซึ่งผู้ที่นั่งอยู่ด้านหลังจะขาดการควบคุมการบิน แต่ที่นั่งหลังของเอฟ-15อีนั้นจะมีคันบังคับที่ทำให้นักบินควบคุมอาวุธสามารถทำการบินได้หากจำเป็นถึงแม้ว่าจะลดการมองเห็นลง[9]

เพื่อขยายระยะทำการของมันเอฟ-15อีจึงมีถังเชื้อเพลิงที่ติดอยู่กับส่วนลำตัวของเครื่องบิน มันจะลดแรงฉุดได้มากกว่าถังเชื้อเพลิงที่มักอยู่ใต้ท้องแบบบเก่า พวกมันจะบรรจุเชื้อเพลิงได้ 2,800 ลิตรและมีจุดติดตั้งอาวุธทั้งหมดหกจุด อย่างไรก็ตามมันไม่เหมือนกับถังเชื้อเพลิงแบบเก่า ถังเชื้อเพลิงใหม่นี้ไม่สามารถปลดออกได้ดังนั้นการเพิ่มระยะทำการจึงต้องแลกด้วยน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น ถังที่คล้ายคลึงกันสามารถติดตั้งบนเอฟ-15ซี/ดีและรุ่นอื่นๆ ได้ และกองทัพอากาศอิสราเอลใช้ทางเลือกนี้กับเครื่องบินขับไล่แบบเอฟ-15 เช่นเดียวกับเอฟ-15ไอของพวกเขา แต่มีเพียงเอฟ-15อีของสหรัฐฯ เท่านั้นที่ใช้ถังเชื้อเพลิงแบบใหม่นี้

ระบบการต่อสู้ของสไตรค์อีเกิลผสมผสานกับทุกระบบตอบโต้ของเครื่องบินที่รวมทั้งเรดาร์เตือนภัย ตัวรบกวนเรดาร์ เรดาร์ และเครื่องปล่อยพลุ ทั้งหมดล้วนสัมพันธ์กับระบบการต่อสู้เพื่อสร้างการป้องกันที่ครอบคลุมต่อการตรวจจับและการติดตาม

ระบนำทางใช้ไจโรสโคปแบบเลเซอร์เพื่อดูตำแหน่งของเครื่องอย่างตอ่เนื่องและให้ข้อมูลกับคอมพิวเตอร์กลางและระบบอื่นๆ ที่รวมทั้งแผนที่ดิจิตอลในทั้งสองห้องนักบิน

ระบบเรดาร์แบบเอพีจี-70 ทำให้ลูกเรือสามารถระบุเป้าหมายยนพื้นดินได้จากระยะไกล จุดเด่นหนึ่งของระบบนี้คือหลังจากตรวจพบเป้าหมายบนพื้นแล้ว นักบินสามารถแช่ภาพนิ่งนั้นเอาไว้ได้ขณะที่เปลี่ยนเข้ารูปแบบอากาศสู่อากาศเพื่อจัดการกับภัยคุกคามทางอากาศ ในขณะที่ใช้อาวุธอากาศสู่พื้นนักบินจะสามารถตรวจพบ จับเป้า และเข้าปะทะเป้าหมายทางอากาศได้ในขณะที่นักบินควบคุมระบบอาวุธจัดการกับเป้าหมายเบื้องล่าง

ระบบนำร่องระดับความสูงต่ำและอินฟราเรดจับเป้าในตอนกลางคืนจะถูกติดตั้งอยู่ใต้เครื่องยนต์ มันทำให้เครื่องสามารถบินในระดับความสูงต่ำได้ในตอนกลางคืนและในสภาพอากาศใดๆ ก็ตามเพื่อโจมตีเป้าหมายบนพื้นด้วบอาวุธที่มีความแม่นยำ ระบบนี้ทำให้เอฟ-15อีมีความแม่นยำในทั้งตอนกลางวันหรือตอนกลางคืนและในสภาพอากาศที่แย่ ในตอนกลางคืนภาพวิดีโอจากระบบนี้สามารถฉายขึ้นบนหน้าจอห้องนักบินได้ มันจะให้ภาพที่คล้ายกับภาพที่นักบินเห็นในตอนกลางวัน

ส่วนของระบบนำทางจะบรรจุเรดาร์ภูมิประเทศซึ่งทำให้นักบินบินเครื่องได้อย่างปลอดภัยในระบบความสูงที่ต่ำมากๆ ได้ ระบบนี้ยังสามารถทำงานร่วมกับนักบินอัตโนมัติได้อีกด้วย นอกจากนี้ส่วนดังกล่าวยังบรรจุระบบอินฟราเรดด้านหน้าซึ่งถูกฉายขึ้นบนจอห้องนักบินซึ่งใช้ในตอนกลางคืนหรือปฏิบัติการล่องหน

ส่วนจับเป้าจะบรรจุตัวระบุเลเซอร์และระบบติดตามซึ่งระบุศัตรูที่ต้องทำลายในระยะไกลถึง 16 กิโลเมตร เมื่อระบบติดตามเริ่มทำงานข้อมูลการจับเป้าจะถูกส่งอย่างอัตโนมัติไปยังอินฟราเรดขีปนาวุธของอากาศสู่อากาศหรือระเบิดนำวิถีด้วยเลเซอร์ ส่วนนี้จะถูกติดตั้งอยู่ข้างใต้เครื่องยนต์ด้านซ้าย

สำหรับภารกิจอากาศสู่พื้นเอฟ-15อีสามารถบรรจุส่วนใหญ่ในคลังแสงของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้ มันยังสามารถติดอาวุธเป็นเอไอเอ็ม-9 ไซด์ไวน์เดอร์ เอไอเอ็ม-7 สแปร์โรว์ และเอไอเอ็ม-120 แอมแรมสำหรับการป้องกันตนเอง (ถึงแม้ว่าสไตรค์อีเกิลจะมีความสามารถในการต่อสู้ทางอากาศเหมือนกับตระกูลอีเกิล มันก็ไม่ค่อยถูกมอบหมายให้ทำภารกิจตอ่สู้ทางอากาศ) เช่นเดียวกับเอฟ-15ซี สไตรค์อีเกิลยังสามารถติดตั้งปืนเอ็ม61เอ1ของเจเนรัล อิเลคทริคขนาด 20 ม.ม.ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกับอากาศยานข้าศึกและเป้าหมายภาคพื้นที่บอบบาง