NanoSail-D starta konfigurācijā ir trīs CubeSat lieluma pavadonis ar sānu malām 30 × 10 × 10 cm un 4 kg masu. Pēc buras izvēršanas tās laukums ir 10 m³. Bura veidota no polimēra CP1, kas nav biezāks par zīdpapīru.