X-36 var utstyrt med en GPS-basert autopilot, men flyvningene ble allikevel direkte fjernstyrt fra en førerkabin-simulator på bakken ved hjelp av video-link fra flyet. Det hadde et 3-punkts innfellbart landingsunderstell, og tok av og landet på konvensjonell måte. Kontroll-flatene besto av 2 splittede ror i bakkant av vingene. Disse fungerte som en kombinasjon av balanseror, høyderor og sideror ved at de kunne splittes asymmetrisk. Hovedmotoren hadde en bevegelig dyse for å oppnå vektorstyring av jetstrålen. Et videokamera i fronten sendte bilder til «piloten» som satt på bakken. I tilfelle flyet kom helt ut av kontroll, eller fikk motorsvikt, var det utstyrt med en fallskjerm som kunne fjernutløses. X-36 ble bygd hovedsakelig av komposittmaterialer.