在项目发展初期，制造商从第4架飞机开始斜切掉 0.28 平方米的翼尖，以解决飞机在 0.9-0.95M 速度范围，9,144 米以上高度，6g 以上机动时出现的严重抖振问题，从而形成了 F-15 独特的翼尖外形。
F-15A 的尾翼都是全金属结构，垂尾和方向舵的蜂窝结构外覆有硼纤维复合材料蒙皮。双垂尾靠外侧，可充分利用翼根产生的涡流，垂尾的高度也可确保大迎角时的方向安定性。以重量为代价的双垂尾比大型单垂尾大迎角性能更好，生存能力也高。全动平尾安装在垂尾外侧，位置比机翼略低以避免受到机翼气流的影响并保证在大迎角状态下的效率。F-15 的平尾和方向舵可以左右互换，平尾可用于俯仰控制也可差动结合副翼用于滚转控制。
在试飞阶段，F-15 平尾前缘增加了锯齿以产生涡流增加平尾的效率，同时期望有助于解决颤振和抖振问题。
F-15A 的外部特征之一就是背部的大型减速板，该减速板可在任何速度下打开而不会引起俯仰变化。在试飞阶段发现减速板从打开到全部展开过程中会产生让人无法接受的抖振，所以减小了最大展开的角度并将面积从 1.86 平方米增加到 2.93 平方米。
飞行员座舱在前身上方，视野极佳，前方采用单片式风挡，蛤壳式座舱盖也只有一根隔框。座舱内安装一个麦道的 ACES II 弹射座椅，具备零-零救生能力。在零空速时，弹射机构在 0.3 秒内启动，0.45 秒火箭启动，1.3 秒后人椅分离，2.3 秒后开伞。
Armstrong
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F-15A 安装两台普惠的 F100-PW-100 加力涡扇发动机，普惠公司型号 JTF22A-25A。该发动机是轴流式涡扇结构，旁通比 0.7：1，双轴结构，一根轴承载两级涡轮驱动的三级风扇，另一根承载 10 级主压缩机和两级涡轮。正常干推力 5,634 千克，最大军用推力 6,654 千克，最大加力推力 10,809 千克，左右发动机可完全互换。与 F-14 不同，F-15 的两个发动机紧密并列，以降低单台发动机失效时的推力不对称效应。
F100 的研发可追溯到 1968 年 8 月，美国空军与普惠和通用电气公司签订合同研制下一代战斗机的发动机，1970 年美国空军选中普惠的方案进行进一步的发展。普惠在 F100 的基础上还同时为美国海军的 F-14 研制 F401，但是由于 F-14 机队的规模由于预算不足而缩减，F401 也随之取消。