インタープラネタリー・トランスポート・システム
ITSの超大型打ち上げ機は、火星軌道に450トン(軌道上での燃料補給を含む)、地球低軌道に380トン(ITSタンカー単独)もの打ち上げ能力を持つ計画であった。
ITS発表当時、このロケットには正式な名称が与えられなかったが、マスクは自身のTwitterでミレニアム (Millenium) という名称を提案していた。 それ以前は、1993年のビデオゲームDOOMに搭乗する最強武器BFG 9000からBFRなどとも呼ばれていた(2017年以後はこのBFRの名称が公式に用いられた)。 2016年9月の公式発表では、機体の各要素はインタープラネタリー・ブースター (Interplanetary booster)、インタープラネタリー・スペースシップ (Interplanetary spaceship)、タンカー (Tanker) として言及された。
ITSの打ち上げ機は、1段目2段目とも液体メタン/液体酸素を燃料とするラプターロケットエンジンを使用する。 これら燃料の場合、タンクの圧力は自動的に調整されるため、手間のかかるヘリウムによる加圧を行う必要がない。
打ち上げ機の再使用には、スペースXが2016年当時ファルコン9とファルコンヘビーで開発中の再使用技術が用いられる予定であった。
インタープラネタリー・トランスポート・システム (ITS) は、地球軌道を超えた長期にわたる飛行を行うための、さらに火星への輸送コストを数桁のレベルで低減することを可能とする、以下のような複数の特徴を持つよう設計された。
新型の再使用可能な超大型打ち上げ機。この打ち上げ機は、再使用可能なブースターであるインタープラネタリー・ブースターと、2段目ブースターを兼ねる再使用可能な2種類の宇宙機からなる。2種類の宇宙機とは、大型で長期にわたる惑星間飛行に対応し乗客と貨物の運搬が可能な惑星間宇宙船と、地球軌道に燃料を運ぶためのITSタンカーである。 ロケットの2段目と宇宙機を組み合わせるというのは、宇宙ミッションのアーキテクチャとしては一般的ではなく、過去の宇宙技術においても稀な方式である。
軌道上での燃料補給。燃料補給を前提とすることで、宇宙船は自身の燃料を低軌道に到達するための2段目ブースターとしての仕事に全て費やすことができ、かつ他の惑星への軌道に乗るために必要なデルタVを得ることができる。
火星での燃料生産。地球への帰りの旅とそれによる宇宙船の再使用を実現し、かつ輸送コストを劇的に削減するために、燃料の現地生産を行う。
メタン (CH4) / 酸素 (O2) 燃料の使用。メタンと酸素の組み合わせは、他のケロシン/酸素や水素/酸素といった燃料と比べて、火星での生産が容易で、かつ地球上でも低コストな燃料である。メタン酸素は宇宙機の再使用においても重要であり、軌道上での燃料給油や、超大型打ち上げ機にも適している。