UAV này được thiết kế để đối phó với hệ thống phòng không của đối phương nhờ thiết kế tàng hình, khả năng bay cao và kích thước không quá lớn. Máy bay được trang bị một động cơ Rolls-Royce F137-RR-100 với lực đẩy 7.600 pound cho phép bay với vận tốc 575 km/h; tầm bay 14.000 km, trần bay 18 km, và có thể hoạt động trong 28 giờ mà không cần tiếp nhiên liệu.
RQ-4 Global Hawk được trang bị công nghệ tiên tiến, có khả năng liên kết với các máy bay không người lái. Ngoài nhiệm vụ trinh sát, nó cũng có thể đóng vai trò là thiết bị chỉ huy, điều khiển các máy bay không người lái khác và thu thập thông tin hoạt động của các hệ thống phòng không để lên kế hoạch tấn công.