基本モジュールとなる1人乗りの球体コクピットに、名前の由来となっている2元のイオン・エンジン並びに、固定武装としてレーザー・キャノンを2門装備している。また左右に突き出たブームの先端には巨大な2枚のソーラー・パネルを持ち、ここで生成したエネルギーをエンジンに供給する事で出力を更に高めている。エンジン出力はとりたてて高くはないが、機体の圧倒的な軽さによって驚異的な加速・旋回性能を誇る。各部品に突出した性能の物は無く、徹底した軽量化と生産性を最優先にした設計がなされており、帝国の大量生産による量産効果により、機体コストは設計当初よりも更に低くなっている。加えて機体の構成部品そのものが少なく、整備性にも非常に優れている。2門のレーザー・キャノンも航空兵器としては一般的な性能のものだが、シールドを装備した戦闘機を十分に破壊出来る威力は備えており、敵戦闘機の撃墜も数多く記録している。但し、ミレニアム・ファルコンの様な重武装の中型船クラス相手となるとやや威力不足なのは否めず、劇中でも致命傷を与えることは出来ない。オプションでミサイルランチャーを増設することも可能ではあったが、その重量で機体の運動性能を著しく低下させるため、滅多に装備されることはない。機体数をなかなか確保出来ない反乱軍がXウィングに代表される「万能機」になっていったのに対し、機体数で圧倒的優位に立つ帝国軍では、ミサイルやプロトン魚雷による雷爆撃をTIEボマーのような専用機に任せる「分業制」がとられた。防御に関しては、一切の装備を持たない。軽量化からくる旋回性能によって、敵に後ろを取らせない＝撃たれない、ことを主眼に置いて設計されている。これによって得た優れた機動性と、よく訓練された帝国軍パイロットの技量、そして常に数の優位に立つことにより、ベテラン揃いの反乱軍パイロットにすら容易には後ろを取らせず、反乱軍に苦戦を強いる。ただし、機体とパイロットを保護するものが何もないため、被弾することは即刻撃墜を意味した。左右のソーラー・パネルはコクピットに対する一種の緩衝材となってはいるが装甲として足るものではなく、Xウィングの強力なレーザー・キャノンが命中すれば一瞬で木っ端微塵となる。脱出装置の類も一切搭載されていない。元より生命維持装置が無く、コクピット内が与圧すらされていない機体である為、パイロットは常に宇宙服でもあるフルフェイスのフライトスーツを着用しており、脱出時にはそのまま搭乗ハッチから脱出するだけである。このシステム上パイロットは残燃料とは別に、通常の宇宙船より遥かに少ないスーツの残酸素量を考慮する必要があるが、元より長距離進攻を想定しない、迎撃専用の局地戦闘機的な性格の強い機体であり、基本的には基地および味方艦船の周辺で戦闘を行っている為、この点は余り問題にはならない。機体が破壊されたとしても、元より宇宙空間に居るのと同じ状態で乗り込んでいる為、フライトスーツさえ無事であれば生命維持は可能である。実際、戦闘中に機外に放り出されたものの、味方に救助されて生還したパイロットは非常に多い。ただし、TIEボマーには脱出用の射出座席が装備されており、大気圏内でのパイロット生還率が向上している。降着装置も一切搭載されていない。TIEファイターを搭載する帝国軍の各艦船には、機体の着艦及び格納用のラックが備えられており、帰投した機体は直接ラックに吊り下げられて着艦し、そのまま格納状態となった。着陸脚は無いが、2枚のソーラー・パネルの下部を代わりに接地させて離着陸することが可能で、陸上での運用もなされている。このように徹底的に無駄を省いた、究極ともいえる合理的な設計の機体であったが、コクピットからの視界が極端に悪いという、明らかな欠点が存在する。TIEシリーズの共通コクピットは前方に大きな円形の風防を備え、前方に限れば上下左右の視界は広いが、その他の開口部は上部のスリットと後部の小さな窓しかなく、左右方向に関してはそもそも窓が無いため、巨大なソーラー・パネルの存在もあり全く視界が無い。本機の後継となるTIEインターセプターでは、大きく前方に伸びたパネルが視界を妨げぬようにパネル前中央部に切り欠きが入れられたが、やはり横には窓がなく、真横は視界ゼロのままだった。巨大なソーラー・パネルは敵から見たときに良い的になるほどに被弾面積も大きく、横方向から撃墜されやすいという欠点にもつながっている。この視界の悪さと高い機動性は事故を誘発し、戦闘時、非戦闘時を問わず、数多くの接触事故を起こしている。一説には戦闘で撃墜された機体より、事故で喪失した機体の方が多いとまで言われている。常に敵より多い機数が災いし、味方同士の衝突という悲劇も多かった。このように非常にはっきりとした長所と短所を持つTIEファイターであったが、配備当初は紛れも無く高性能な機体であった。初代デス・スターに配備されていた部隊は、選りすぐりのパイロットが多かった点もあり、反乱軍のデス・スター攻撃隊に配備されていた最新鋭機であるXウィングと互角以上の戦いを行う。後の反乱軍戦闘機の高性能化により、TIE/Lnファイターは必ずしも優位ではなくなってきたため、より高性能なTIEインターセプターに置き換えられることになっていたが、帝国政府内の管轄間の縄張り意識によりなかなかはかどらず、本機は長らく一線に留まる。本機のバリエーションとして、ヤヴィンの戦いでダース・ベイダーが搭乗したTIEアドバンストx1がある。ソーラーパネルの上下が内側に折れ曲がっており、よりコンパクトに見えるが、標準タイプには搭載されていないシールドとハイパードライブエンジンが装備されているため、基本モジュールは同一ながら機体自体はかなり大型化している。設計には優れたパイロットにしてメカニックマンでもあったヴェイダー自身も携わっている。なお、この機体は次期主力機であるTIEインターセプターの原型となる予定であったが、コストの関係からシールドとハイパードライブの搭載は見送られ、折り曲げられた高効率ソーラーパネルのコンセプトのみが継承されている。また、同じく折れ曲がったソーラーパネルと円筒形の双胴ボディを持つ爆撃機TIEボマー（双胴のうち1つがコクピット、もう1つが爆弾槽）も存在し、ホスから逃れてアステロイドに隠れたファルコン号を燻り出す絨毯爆撃に使用される。このTIEボマーは、『ジェダイの帰還』では、戦闘シーンはないが、第2デス・スターのドッキング・ベイに降着している様子が描かれている。更に、折れ曲がったソーラーパネルと円筒形の双胴ボディを持つ輸送機TIEシャトル（双胴のうち1つがコクピット、もう1つが乗客用のキャビン）も存在し、劇中では『帝国の逆襲』でニーダ艦長がアベンジャーからエグゼキューターに移乗する際に使用された。また、『フォースの覚醒』におけるファースト・オーダー仕様の機種TIE/fo宇宙特化型戦闘機においては更なる改良が成されており、防御力の高い偏向シールド発生装置が搭載されているほか、コックピットの空間及び気密性が確保されパイロットがフライトスーツ無しでの搭乗が可能となっている。また、宇宙空間での視認を困難にするため機体が真っ黒に塗装されていた。更に、TIE/fo宇宙特化型戦闘機の設計から発展させた特殊部隊専用の高性能機、TIE/sf宇宙特化型戦闘機も開発されており、こちらはハイパードライブが搭載されているほか、パイロット1名に加えて後方への砲撃を担当する砲手1名を搭乗させる事のできる2人乗りになっている。『ローグ・ワン』には、バリエーションとして、TIEストライカーが登場した。2枚の大型の水平翼を持ち、コクピットは中央部に吊り下げられている。TIEシリーズの中では、「H」字型ではない機体であり、「高翼単葉機」というべきフォルムをしている。『最後のジェダイ』には、カイロ・レン専用機であるTIEサイレンサーが登場した。基本的にTIEインターセプターのソーラーパネルを受け継いでおり、TIEアドバンストx1とコックピットが似ている。TIEシリーズで唯一、丸型のビューポートを持たない機体である。『ハン・ソロ/スター・ウォーズ・ストーリー』には、通常のTIEファイターに加えてコックピットの横に重レーザー砲を取り付けたポッドが設置されたTIE/rb重スターファイターが登場した。スピンオフ小説やアニメ、ゲームにも、バリエーションが登場している。そのひとつが、ティモシイ・ザーン作の『スローン大提督三部作』に登場した、シミター戦略爆撃機（アサルト・ボマー）である。機体は円筒形の単胴で、折れ曲がった翼を持ち、前方にコクピット、後方に爆弾槽を備えている。本機の特徴としては、コクピットが翼より前に出ており、視界が確保されていることと、コクピット自体が脱出カプセルになっていることである。撮影に使用されたプロップにはコクピットのスクリーンが張られていない。まさに「シールドなしの剥き出し」だった。また、TIEボマーは、ILMのスタッフに、二つ並んだチリドッグを連想させたことから「ダブル・チリ・TIE」と呼ばれていた。