B52/X15-3

全長 15.99 m
全幅 6.8 m
全高 3.55 m
自重 8,320 kg（全備重量25,460 kg）
エンジン（いずれも液体アンモニア+液体酸素）
初期:リアクション･モーターズ製XLR11 2基
後期:リアクション･モーターズ製XLR99-RM2（31,750kg / 高度30,000m）1基
最大到達速度 7,274 km/h
最大到達高度 107.970 km

X-15は直線翼に、楔形の断面の全遊動垂直尾翼、水平尾翼を持つ、ブレンディッド・ウイング・ボディです。
胴体内部は推進剤である液体アンモニアと液体酸素のタンクでほぼ占められており、機体後部にエンジンが搭載されます。
エンジンはXLR99エンジンを搭載、推進剤はいずれも液体アンモニア+液体酸素。

降着装置は前輪と後部のソリで着陸の際、下に突き出た垂直尾翼半分を切り離す。
X-15は離陸せず、母機（Ｂ-52）からの空中発進の形式をとります。

極超音速における空力加熱に対処するため、チタン、ステンレスのほか、インコネルと呼ばれるニッケル合金を採用。
超高高度では空気力が小さいため、操縦系統は人工衛星と同様のRCS（Reaction Control System:姿勢制御小型ロケット）を用います。