机身为半硬壳式全金属铝合金结构，蜂窝夹层壁板蒙皮。部分关键部位采用了合金钢和钛，机身主要结构核心为一根T形纵梁。
尾翼采用普通悬臂式后掠尾翼。除水平尾翼翼尖和垂直尾翼中段外，均采用蜂窝壁板。差动式全动平尾，可起副翼和升降舵作用。平尾与机翼在全后掠时形成三角形翼，间隙约25.4厘米。全动式平尾除控制俯仰外，并可差动与扰流板配合进行横向操纵。
起落架为前三点式，液压操纵。双轮前起落架向前收起，单轮主起落架采用三角架结构，收起时左右轮架各绕枢轴向下转90°，与机轮并在一起，然后向前收入机内。主轮采用低压轮胎，有防滑系统和圆盘式刹车。主起落架舱门在机身底部向下折，在飞行中起减速板作用。
F-111A型机装两台TF30-P-3加力涡轮风扇发动机，单台推力5650公斤，加力推力9500公斤。燃油箱总载油量为14515千克，空中加油口在座舱后方。进气道装有1/4圆锥形调节锥，由计算机控制，设有附面层隔板和扰流装置。F型机改装两台TF30-P-100发动机，单台加力推力11400千克，装有液压机械控制的进气道系统，带可调激波锥。
