ralı yapılmıştır. SpaceX tamamı, en yüksek dayanıklılığı veren ve en güvenilir kaynak yöntemi olan, yöntemiyle yapılmış olan akaryakıt tankı kullanmaktadır. Falcon 9 aracının ikinci aşama akaryakıt tankı basitçe ilk aşama akaryakıt tankının kısa halidir ve aynı alet edevatın,malzemenin ve üretim yöntemlerinin çoğunu kullanır. Bu aracın üretimi sırasında paradan tasarruf sağlamaktadır.

Her iki aşama da motor ateşleyicisi olarak olan - (TEA-TEB) karışımı kullanır .

SpaceX birden çok yedekli a sahip uçuş bilgisayarları kullanmaktadır. Merlin motorlarının her biri 3 adet bilgisayar tarafından yönetilir, her bir bilgisayarın, sürekli birbirini denetleyen, iki adet fiziksel işlemcisi bulunmaktadır. C++ programlama diliyle geliştirilmiş olan yazılım Linux işletim sistemi üzerinde çalışmaktadır. Esneklik için, parçalar yerine, parçalar ve sistem-geneli "ışınıma(radyasyona)-dayanıklı" tasarım kullanılmıştır. Aşama yönetim işlevlerini ele almak üzere her aşama, Merline-özel motor denetçilerine ek olarak, aynı hataya-dayanıklı üçlü tasarıma sahip olan aşama-seviyesi uçuş bilgisayarına sahiptir.

Falcon 9'un üst ve alt aşamalarını birbirine bağlayan, ara kademe kısmı karbon fiber ve alüminyum dolgulu bir bileşikten yapılmıştır. Tekrar kullanılabilir ayrılma leri ve havalı itici sistem sayesinde aşamalar birbirinden ayrılır. Aşama ayırma sisteminin asıl tasarımında on iki adet ek noktası vardı, v1.1 fırlatma aracında bu sayı üçe düşürülmüştür .

Falcon 9 fırlatma aracının ilk uyarlaması olan Falcon 9 v1.0, "harcanabilir fırlatma aracı" (ELV) türündedir, 2005–2010 yılları arasında geliştirilmiş ve ilk defa 2010 yılında fırlatılmıştır. Falcon 9 v1.0 2010–2013 yılları arasında beş adet uçuş gerçekleştirdikten sonra kullanımı durdurulmuştur.
Falcon 9 v1.0 ilk aşamasına güç , 3x3 kare alan şeklinde yerleştirilmiş, dokuz adet SpaceX Merlin 1C roket motoru tarafından sağlanmıştı. Bu motorların her biri deniz seviyesinde 556 kilonewton (125,000 lbf) değerinde itki sağlarlar ve kalkış sırasında toplam 5000 kilonewton (1,100,000 lbf) değerinde itkiye ulaşılır. Falcon 9 v1.0 ikinci aşamaya güç, vakumda çalışacabilecek şekilde değiştirilmiş, 117:1 değerinde genleşme oranına sahip, 345 saniyelik yanma süresi olan tek bir tarafından sağlanır.

Dört adet Draco iticisi Falcon 9 v1.0'in ikinci aşamasına ait olan olarak kullanılmaktadır. İticiler, görev-yükünün ayrılması işlemi için, u koruma amaçlı kullanılırlar ya da, standart-dışı bir hizmet olarak, aşamayı ve görev-yükünü , azami dakikada 5 dönüş (RPM) olacak şekilde, için kullanılabilirler .

SpaceX ilk başta her iki aşamanın da ileride tekrar kullanılabilir olacağını umduklarını belirtmiştir. Ancak, hızlandırıcı aşamaya, hafif ağırlıktaki özelliği ekleme ve paraşütle kurtarma denemeleri başarısız olmuştur, sonrasında bu yaklaşım terkedilmiş ve yeni tasarıma başlanmıştır. 2011 yılında SpaceX , için, resmi ve yatırımlı bir geliştirme programına başlamıştır, ancak bu programın ilk baştaki odaklandığı hedef ilk aşamanın geri getirilmesiydi.

Falcon 9 v1.1 ELV roketi Falcon 9'un v1.0 uyarlamasından yüzde 60 daha ağır ve yüzde 60 daha fazla itkiye sahip bir rokettir. Bu uyarlamada, ilk aşama motorları (dairesel bir alana sekizgen bir desenle) yeniden konumlandırılmıştır ayrıca yüzde 60 daha uzun yakıt tanklara sahiptir, bu durum aracın uçuş sırasında eğilmeye daha çok yatkın olmasına yol açar. v1.1 ilk aşaması için geliştirme testi 2013 Temmuz ayında tamamlandı. Falcon 9 v1.1 ilk olarak 29 Eylül 2013 tarihinde fırlatılmıştır, araç sekizgen bir desen içerisine yerleştirilmiş dokuz adet Merlin 1D motoru tarafından güç sağlanan daha uzun bir ilk aşama kullanmaktadır.

v1.1 ilk aşaması deniz seviyesinde, kalkış sırasında toplam 5885 kilonewton (1,323,000 lbf) değerinde itkiye sahiptir, dokuz motor 180 saniye boyunca ateşlenir, bu süre zarfında hızlandırıcı atmosferin dışına tırmanırken aşamanın itkisi 6672 kilonewton (1,500,000 lbf) değerine yükselir. Motorlar daha güçlü olan Merlin 1D'ye yükseltilmişlerdir. Bu iyileştirmeler görev-yükü taşıma hacmini 9000 kilogram'dan (20,000 lb) 13150 kilograma (28,990 lb) çıkarmıştır. Aşama ayırma sistemi tekrar tasarlanmış ve tutturma noktalarının sayısı onikiden üçe düşürülmüştür, ve aracın aviyonik sistemleri ile yazılımı da yükseltilmiştir. Bu yeni ilk aşama, Falcon Heavy fırlatma aracında yan hızlandırıcı olarak kullanılacaktır.

SpaceX başkanı Gwynne Shotwell, Falcon 9 v1.1'in fiyat listesinde ilan edilenden yaklaşık olarak yüzde 30 daha fazla görev-yükü taşıma hacmi olduğunu, bu fazladan kısmın için kullanılacağını belirtmiştir. SpaceX SES ile, fiyat listesindeli 4,850 kilogramlık (10,690 lb) sınırı nerdeyse yüzde 10 aşarak, 5,330 kilograma (11,750 lb) kadar iki uydu fırlatılışı için anlaşmıştır, ancak bu uydular YTY altında bir yörüngede bırakıldıktan sonra, uydular üzerlerindeki itici yakıtlar sayesinde asıl yörüngelerine çıkacaklardır.

v1.1 hızlandırıcı uyarlamasında üretimi kolaylaştırmak amacıyla motorlar, SpaceX'in "Octaweb" (sekizli-ağ) olarak adlandırdığı bir yapısal biçimde/desende yerleştirilmişlerdir ve sonunda uzatılabilir dört adet iniş takımı(bacağı) içerecektir, bu iniş bacakları için ilk Falcon 9 v1.1 uçularında kullanılacak, teknoloji tam olarak geliştirilince daha sonraki uçuşlarda tam özelliği desteklenecektir.

2013 Eylül ayındaki fırlatmadan sonra, ikinci aşama ateşleyici yakıt boruları, uzun yörüngesel konumlama hareketleri sonrasında, uzayda yeniden başlatmayı daha iyi desteklemesi için yalıtıldılar. 2015 ortası için planlanan iyileştirmeler arasında artırılmış motor itkisi, yakıtın çok soğutulmasıyla ve yakıt tankın hacminin artırılmasıyla elde edilecek artırılmış yakıt miktarı bulunmaktadır.

Altıncı uçuş ("CASSIOPE", 2013) Falcon 9'un atılabilir görev-yükü kaplaması (İng: ) ile donatıldığı ilk fırlatılışı olmuştur, bu durumda araca fazladan bir eklenmiştir ki bu işlem, daha önceki pek çok devlet ve özel sektör fırlatma görevini başarısızlığa uğratmış olan riskli bir işlemdi, bu başarısızlıkların arasında her ikisi de Taurus roketleriyle gönderilmiş olan 2009'daki ve 2011'deki Glory uydusu sayılabilir.

Koruma haznesi tasarımı SpaceX tarafından yapılmıştır, 13 m (43 ft)-uzunluğunda ve 5.2 m (17 ft)-çapındaki koruma haznesi üretimi ise SpaceX'in Hawthorne şehrindeki roket fabrikasında yapılmıştır. Falcon 9'un ilk beş fırlatılışında kapsül taşıdığından ve de uydu taşımadığından, o uçuşlarda görev-yükü koruma haznesine ihtiyaç duyulmamıştı. Diğer pek çok uyduda olduğu üzere CASSIOPE uçuşunda, fırlatma sırasında yükü korumak için ihtiyaç duyulmuştu. Yeni koruma haznesi tasarımının testi 2013 baharında NASA'nın Plum Brook Station test tesisinde tamamlanmıştır. Bu testte fırlatış anındaki ses şoku, mekanik titreşimi, buna ek olarak elektromanyetik statik deşarj koşulları çok büyük bir vakum odası içinde oluşturuldu. SpaceX, 150 milyon $ değerindeki NASA simülasyon odasındaki test zamanı için NASA'ya 581300$ kira ödemiştir. Koruma haznesi, CASSIOPE uydusunun fırlatılışı sırasında sorunsuz ayrılmıştır.

Roketin üçüncü bir uyarlaması geliştirilme aşamasındadır. Falcon 9-R, Falcon 9'un —yeniden kullanılabilir (RLV) hızlandırıcı aşamalı— kısmi olarak yeniden kullanılabilir bir uyarlaması , Grasshopper ile teknoloji ispat edicilerinde test edilmiş olan sistemler ve yazılım kullanılarak geliştirilmektedir. Geliştirmede ayrıca SpaceX tarafından ilk aşamanın,daha uzun vadede ikinci aşamanın, hızlıca yeniden kullanılabilir getirilmesi için kullanılmaktadır. İlk başta sadece ilk aşama hızlandırıcısı tekrar kullanılacaktır.

Falcon 9 v1.0 ve Falcon 9 v1.1 arasındaki farklılıklar kayda değer miktardayken, Falcon 9 v1.1 ve Falcon 9-R için olan geri-getirilebilir hızlandırıcının belirginleşmeye başlayan tasarımı arasında çok az miktarda farklılık görünmektedir. Roket uzunluğunda veya itki kuvvetinde herhangi bir değişiklik planlanmazken, esas görünür değişiklik, F9R hızlandırıcısının alt kısmındaki uzatılabilir iniş takımları(bacakları)nın varlığıdır. Ek değişiklikler durumdadır, bunlara , düzenli ve güvenilir bir şekilde etkileyebilmek için ,roketin teknolojisine ve na yapılan değişiklikler dahildir.

SpaceX'in 2014 Mart ayı itibarıyla, Falcon 9 v1.1 harcanabilir roketi için yayımladığı fiyatlandırma ve görev-yükü özellikleri, aslında yayımlanmış olan listenin belirttiğinden yüzde 30 daha fazla verimi içermektedir; ek verim kısmı SpaceX'in , müşteriler için belirtilmiş olan görev-yükünün yörüngeye çıkarılmasını başardıktan sonra, yapabilmesi için ayrılmıştır. Tekrar-kullanılabilirliği ve geri-kazanımı desteklemek için gerekli tüm mühendislik değişiklikleri yapıldıktan ve testlerinin başarılı olmasından sonra, SpaceX Falcon 9-R için görev-yükü verimini artırmak için hala fırsatı olacağı ya da gerektiğinde fiyat düşümüne gidebileceği kanısındadır.

* Falcon 9 v1.0 sadece Dragon uzayaracı ile fırlatılmıştır; istiridye-kabuğu şeklinde kapatılan görev-yükü koruma haznesi ile hiç fırlatılmamıştır.

** SpaceX CRS-1 uçuşunda, asıl görev-yükü olan Dragon başarılıydı. ikincil görev-yükü , ilk aşamadaki bir motor arızasının ardından, yanlış bir yörüngeye yerleştirilmişti. Ancak ikinci aşamada hedef yörüngeye giriş için yeterli miktarda yakıt kalmıştı, NASA'nın güvenlik tanımları özgün uçuş planından sapmayı yasaklıyordu.

Falcon 9'un güvenilirliği ,araç önemli miktarda uçuş yapana kadar belirlenemeyecektir. Şirket "basitlik sayesinde, güvenilirlik ve düşük maliyet el-ele gidebilir" felsefesinden hareketle aracın yüksek güvenilirliğe sahip olacağını tahmin etmektedir,ancak bu ileride belli olacaktır. Bir karşılaştırma olarak Rus yapımı Soyuz roket dizisi, tarihinde 1700'den fazla fırlatma gerçekleştirmiştir, bu rakam diğer herhangi bir roketten çok daha fazladır (bozulma oranı 39'da 1) .Şimdiki fırlatma araçlarının %75'i en azından ilk üç uçuşundan birinde başarısız olmaktadır.

Şirketin ,daha küçük aracı, Falcon 1 aracında olduğu gibi, Falcon 9'nun fırlatma işlem silsilesi, kalkış öncesi tam motor ateşlenmesine ve sistem denetimine izin veren, bir 'hold