24240公尺（80000英尺）高度达到4马赫（4160公里／时）飞行速度。因为飞行速度非常高，全机身将以钛合金为主要材料以抵抗高速飞行下产生的高温。达成预估飞行性能的关键来自于即为复杂的动力系统。在起飞、降落与速度较低的飞行范围内，XF-103由一具莱特公司生产的XJ67-W-3涡轮发动机推动，这颗发动机是由英国授权生产的奥林帕斯发动机（Olympus），具有6810公斤（15000磅）最大军用推力与9988公斤（22000磅）最大后燃推力。当飞行速度进一步提高的时候，另外一颗XRJ55-W-1冲压发动机