男子のトヨタ紡織陸上部は1995年4月に創部。1998年に全日本実業団対抗駅伝競走大会（通称ニューイヤー駅伝）初出場を果たして以来同大会には2014年まで17年連続出場しており、最高位は2001年と2007年の5位入賞。女子の豊田自動織機シャイニーブルーは2001年創部当初は小出義雄の佐倉アスリートクラブと提携した上で千葉県佐倉市を拠点としていたが、2011年4月から刈谷市に活動拠点を移した。全日本実業団対抗女子駅伝競走大会は移転前の2008年に優勝し、移転初年度となった2011年は12位に終わったが、2012年は5位入賞を果たした。2000年（平成12年）のシドニーオリンピック陸上競技（マラソン）には刈谷市出身の佐藤信之が出場した。佐藤はオリンピック後に前出のトヨタ紡織に移籍し、引退後は監督も務めた。刈谷市内に所在する高校では、愛知県立刈谷高校が過去に全国高校総体陸上競技出場者を輩出している。
日本女子ソフトボールリーグはホーム/ビジター制を採用していないが、刈谷球場は日本リーグの主要な開催地のひとつとなっている。豊田自動織機シャイニングベガは日本女子ソフトボールリーグで最多の8回優勝、全日本選手権で3回優勝している強豪である。デンソーブライトペガサスは1960年（昭和35年）創部。1979年（昭和54年）と1981年（昭和56年）に全日本実業団女子ソフトボール選手権大会で優勝し、1981年と1986年（昭和61年）には全日本総合女子選手権で優勝した。1981年の第1回香港国際女子招待大会には日本から単独チームとして参加して国際タイトルを獲得した。いずれも女子チームが有名だが、豊田自動織機とデンソーは男子チームも全国トップレベルであり、2013年度はともに東日本リーグ（男子は全国リーグがない）に参加している。なおデンソー女子チームは2014年シーズンを最後に安城市に移転した。2008年（平成20年）の北京オリンピックソフトボール競技には豊田自動織機シャイニングベガから江本奈穂と狩野亜由美、デンソーブライトペガサスから染谷美佳が出場して金メダルを獲得した。刈谷工業高校のソフトボール部（男子）も強豪であり、1976年（昭和51年）から1998年（平成10年）までにインターハイに11回出場している。
開発母機は767の中でも機体の短い767-200ERの貨物タイプで、機体は小さいが航続距離が長いことが利点である。これは、長胴タイプの767-300ERでは離陸時に尾部のブームが接地する恐れがあったためである。胴体尾部のフライング・ブーム式給油ブームの根元には大型機用のプローブ・アンド・ドローグ式給油装置1基を備える。また、翼端に給油ポッドを装備することもできる。それぞれの給油速度は、ブームが毎分900ガロン、中央部のプローブが毎分600ガロン、翼端の給油ポッドは毎分400ガロンである。フライング・ブームは新型の5世代型で、空力学的に洗練された形状と、フライ・バイ・ワイヤ方式の採用により高い精度での制御を可能としている。また、このブームは接触による受油機への潜在的な損傷を低減するため自動的に位置を補正する機能を持っているほか、以前のブームより2,600個部品が少ないために維持が容易である。ドローグも新世代型で、高耐久性と耐衝撃性のものとなっており、ワイヤーや可動部分のないトリチウムライトが装備されている。KC-767自身もフライング・ブーム式の受油リセプタクルを装備しており、空中給油を受けることが可能である。KC-767で大きく変わった点が、給油装置の操作方法の変更である。KC-135、KC-10の空中給油オペレーター席は機体後部に設けられており、受給油機に対してオペレーターが窓越しに視認して給油操作を行うものであった。これに対し、KC-767のコックピット後部に設けられているRARO（遠隔空中給油操作ステーション、空中給油オペレーター席（AROS）2席で構成）から機体下部に装備しているテレビカメラの映像をモニター画面で見ながらタッチパネルとコントロールスティックで給油操作を行う。この給油システムは、KDC-10に搭載されたRAROシステムの発展型でRARO IIと呼称される。操作員はロックウェル・コリンズ製の遠隔視野システム（Remote Vision System）という3D対応のゴーグルを着用し、カメラで立体的に映されたブームの様子を見ながら操作を行う。ゴーグルが無くても操作員席にある大型ディスプレイのみで操作することもできる。テレビカメラは機体底部に5台あり、機体後部には予備のオペレーター席や窓は装備されていない。テレビカメラは3次元立体視が可能なBARCS（Boom Air Refueling Camera System）及び2次元で三方向を監視可能な赤外線カメラSACS（Situational Awareness Camera System）で構成されており、前者はブーム付け根のフェアリングに、後者は後部胴体のフェアリングに装備される。なお、空中給油装備以外に、キャビンを輸送スペースとして利用でき、C-130 ハーキュリーズを上回る航続距離と搭載量を有している。積荷は機首前方左側の入り口から搬入する。キャビンは貨物用・人員輸送用・貨客混載の3タイプあるが、この転換作業は少人数でも数時間で終えることができるようになっている。人員なら200名、車輌も小型トラックなら4台を格納できる。なお、KC-135と異なり床下全てが燃料タンクになってはいない。エンジンはベース機と同じく、ゼネラル・エレクトリック製のCF6-80C2か、プラット・アンド・ホイットニー製PW4000を選択できる。イタリアと日本は共にGE製を選択した。なおベース機はロールス・ロイス製RB211も選択できるがKC-767では提供されていない。