Il-102 er et lavvinget monoplan med to motorer og et mannskap på to. I motsetning til tidligere sovjetiske angrepsfly, inkludert Sukhoj Su-25, er ikke flyet bygd opp rundt et pansret kar, men har i stedet panseret systematisk plassert for beskyttelse av mannskap, motorer og andre vitale deler. Vingene er tilbakestrøkne og har en tykk vingeprofil som gir plass til tre bomberom i den indre seksjonen av hver vinge. Il-102 er utstyrt med et navigasjons- og våpensystem som gjør at flyet kan fly operative tokt hele døgnet og under dårlige værforhold.