发动机采用了双转子结构，保证了发动机能够在较高的高度和最大飞行速度范围内可靠地工作，特别是避免发动机出现喘振现象。发动机喘振是一种严重危及发动机正常工作的现象，严重时将直接导致发动机空中停车。涡喷-7 由于压气机分为低压和高压两个部分，分别由低压涡轮和高压涡轮分别带动，两个转子之间只有气动联系而没有直接的机械联接。因此压气机的低压和高压两个转子就能够在较大换算转速范围内自动调节各自的转速，压气机叶片的进气迎角比较适当，从而使压气机能够在各种工作状态下都具有较高的效率和较充裕的喘振裕量。叶片的振动应力大为降低，减小了叶片产生疲劳断裂的可能性，即使在大 M 数下压气机也能较稳定地工作。压气机的增压比对发动机的性能影响较大，涡喷-7发动机选择增压比为 8.85 主要是保证在高速飞行时能够发出最大的推力同时能够具有较好的经济性，而发动机的调节也是为了保证发动机的高速性能较好而对低速性能有所牺牲。发动机的推重比为 5.0，比同时期的涡喷-6/РД-9Б、J75、埃汶 301、阿塔等涡轮喷气发动机的推重比都要高，为了能够获得较高的推重比，涡喷-7 发动机在结构上采取了一系列措施以减轻重量和缩小尺寸。压气机采的进口较小、轴向进气速度较大、级增压比高，使得通过六级压气机就能达到 8.85 的增压比（如按照涡喷-6 型发动机的水平则至少需要十级压气机才能达到这一增压比），从而使得压气机的重量和尺寸显著减小。此外还通过提高进口流速燃烧室和高加力比的加力燃烧室，机匣广泛采用了薄壁焊接结构和较少的双转子支承数目较少等措施来提高增压比。发动机总体结构布置的比较紧凑，附件安装在压气机和燃烧室之间的缩腰处的下部，既减小了迎风面积又缩短了附件的传动路线。发动机的尾喷管可以无级调节，保证发动机在加力状态下仍可以改变推力的大小。主燃烧室采用带补氧系统的点火装置，保证了在高空起动的可靠性。当然涡喷-7 发动机也存在着不少不足之处，发动机在使用加力时耗油率也比较高，加力状态下经济性较差，加力状态下耗油率的过大是歼-7 飞机作战留空时间较短的一个重要原因。而发动机的燃烧室燃烧不够稳定，推力也容易发生脉动现象。由于设计和工艺方面的问题，涡喷-7 发动机在使用过程中出现过压气机和涡轮叶片裂纹及断裂、发动机空中停车、振动严重、转子支承的密封和散热性不佳、滑油系统经常出现故障等多种问题。
双转子轴流式压气机共有六级，前三级为低压压气机，后三级为高压压气机。进气部分与飞机进气道出口通过中间的密封橡胶相连，保证了进气道与压气机之间能够保持气密。高、低压压气机转子由各级轮盘、工作叶片及压气机轴构成，压气机静子由各级机匣、整流叶片、内环等组成。静子叶片直接与机匣和内环焊接构成框架式结构，使整个机匣的刚度大为改善。为了减少压气机各级间的漏气损失，除尽量减少压气机的有关间隙外，还采用了蓖齿封气装置以便进一步减少漏气损失。由于涡喷-7 发动机压气机的增压比较高，因此每级的气动负荷都很大，同时转子的转速高，压气机出口温度也较高，压气机后几级要在相当高的温度环境下工作，因此各叶片、轮盘、轴等均采用耐高温性能较好的合金钢材料。后来批次的低压压气机第一级转子叶片由原 31 片减少到 24 片并将叶型加宽加厚，以降低转子叶片疲劳折断的可能性。
燃烧室为环管形型燃烧室，十个火焰筒顺序安装在由燃烧室内、外套构成的环形夹腔中，从压气机流来的高压空气经燃烧室十个燃油喷嘴喷油燃烧后变为高温燃气，再从燃烧室出口流向涡轮。燃烧室内外壳采用耐热不锈钢制造，火焰筒采用高温的镍基合金制造，为了提高热安定性在火焰筒内外表面均涂有耐热漆，可以防止火焰筒表面腐蚀并减少对筒体的热辐射。为了提高发动机高空点火性能和可靠性，在点火系统中设置了氧气补给系统，可以保证发动机在 12,000 米高度以下可靠地点火起动。此外火焰筒还采用了气膜式强迫冷却方式，冷却空气从引气口进入火焰筒并沿着火焰筒内表面加速流动，形成一层空气膜来保护火焰筒，冷却效果较好。
涡轮为双转子两级轴流式涡轮，由涡轮盘、工作叶片、内外轴构成。第一级为高压涡轮，第二级为低压涡轮，高压涡轮在低压涡轮之前，两者安装在内外轴上并以不同的转速旋转，涡轮静子则由涡轮机匣、两级导向器等组成。燃烧室出口喷出的高温燃气在涡轮里膨胀做功，使涡轮转动并带动压气机和发动机其他附件。涡喷-7 发动机的涡轮前温度达到了 900 摄氏度以上，因此涡轮必须采取有效的冷却措施，如空心导向器叶片、多路冷却等措施，同时涡轮也采用耐高温性能更强、强度更高的镍基或铁镍基合金来制造。
加力燃烧室由加力扩散器和可调尾喷管两部分组成，也是采用了高温合金来制造的。在保持发动机最大转速和涡轮前最高温度的条件下，在加力燃烧室里喷油再次燃烧，进一步提高燃气温度和增大燃气膨胀加速能量，从而提高了喷气速度，可以在短时间内大幅度增加发动机的推力。可调尾喷管的出口面积可以无级调节，随着发动机工作状态的不同而改变。
此外发动机还设有相关的附件系统，包括滑油系统将滑油喷到轴承、齿轮等转动部件上进行润滑和冷却，减少传动部件的摩擦并带走摩擦产生的热量。燃油系统将燃油供到燃烧室和加力燃烧室的喷嘴处，并能够在各种飞行条件下调节发动机所需要的供油量。起动系统则用来进行发动机的地面和空中起动，发动机油门操纵系统用以改变发动机的工作状态，使发动机产生不同的推力以改变飞机的飞行速度。