20 Dyna-Soar在1960年3月定型。它拥有一个三角翼，并且为下单翼布局，控制平衡的是翼尖而不是一般飞机上的尾翼。X-20的框架和机身上部是由一种叫“René 41”的合金制成。机身下部由经过隔热处理的René 41加上许多层钼箔制成，机鼻尖锥由石墨和氧化锆制成。随着设计指标的变化，Dyna-Soar曾有过各种样式，但是所有的试验机都有相同的形状和布局。一个飞行员坐在机身前部，在他后面是仪器舱。仪器舱里包括各种探测器，武器和侦察用仪器，或者是一个能载四人的舱室（X-20X“空间运行载具”用的）。