KC-46A可谓博采波音767系列飞机之长，以767-2C宽体客机机身为基础，采用767-300F的机翼、起落架、加固型货舱门，结合767-400ER的数字化驾驶舱、襟翼以及787的内部显示平台，配以更强劲的2台现代化发动机和先进的第6代电传操纵油料输送系统。操作方面，KC-767使用了手动飞行控制，出色的机动性能使其在航线上的任一点都能躲避恶劣气象条件的威胁。性能参数上，该机机身长50.5米，翼展48.1米，高15.9米，升限12200米。
作为现役KC-135加油机的替代产品，KC-46A有许多过人之处：KC-46A的最大起飞重量、最远飞行距离和最大载油量三大技术指标分别为188吨、12200公里和96吨，KC-135分别为146吨、5552公里和90吨，另一款美军现役加油机KC-10A的三大指标分别为268吨、7080公里和161吨。KC-46A的动力系统为2台普拉特·惠特尼公司生产的PW4062型涡轮风扇发动机，单台最大功率达到292千牛。KC-135采用4台F108-CF-100型涡轮风扇发动机，单台最大推力为96.2千牛。KC-10A为3台F103-CF6-50C2型发动机，单台最大推力为236千牛。除此之外，在航空电子设备、飞行控制系统、导航系统以及乘坐舒适度上，KC-46A也是更胜一筹。
当前，美国空军普遍使用硬管加油方式。这种方式加油速度快、稳定性好，但一次仅能给1架飞机加油，受油机要排队等候。国际通用的方式是软管加油，1架加油机上可安装几套加油设备，1次可同时给多架飞机加油，不过，软管加油稳定性差、速度慢，容易受到不良气象条件的干扰，对操作人员的技术要求也很高。KC-46A可以执行多种加油任务，兼具软管加油和硬管加油方式，可以根据不同需要灵活选择，这给了该型加油机很大的用武之地。