。防空司令部因为F-102与F-106的开发延宕，因此接受了F-104作为临时垫档机种的构想，尽管它的系统与武装并不适用于大区域防空拦截。F-104採用正常佈局，单发单座，两侧半圆带调节锥进气道，机翼为带大下反角的小展弦比梯形翼，高平尾佈局（亦称T形尾翼佈局）。为了减低超音速阻力，机翼的相对厚度很小，只有3.36%（后期机种增厚）。在美国电影「星战F-104」（原文THE STARFIGHTERS）中，则有以F-104机翼切割纸张之画面。为了使机翼轻薄而具备足够的结构强度，整个机翼是由实心钢板铣削而成的