Ан-225 представляет собой шестимоторный турбореактивный высокоплан со стреловидным крылом и двухкилевым оперением. Оборудован шестью авиадвигателями Д-18Т производства ОАО «Мотор Сич» разработки ЗМКБ «Прогресс» им. академика А. Г. Ивченко.
Размеры грузовой кабины: длина — 43 м, ширина — 6,4 м, высота — 4,4 м. Грузовая кабина самолёта герметична, что значительно расширяет его транспортные возможности. Над грузовой кабиной на 2-ой палубе — кабина для шести человек сменного экипажа и 88 человек, сопровождающих груз.
Бортовой комплекс погрузочного оборудования, а также конструкция переднего грузового люка с рампой обеспечивают быстрое и удобное проведение погрузочно-разгрузочных работ. Самолёт способен перевозить уникальные грузы на фюзеляже, габариты которых не позволяют разместить их на других наземных и воздушных транспортных средствах. Для установки этих грузов на фюзеляже имеется специальная система крепления.

Самолёт Ан-225 «Мрия» имеет большую степень преемственности и унификации по системам, агрегатам, узлам и деталям планёра, силовой установки и оборудования с сертифицированным самолётом Ан-124-100 («Руслан»). Основные отличия от Ан-124:
Новый центроплан
Увеличение длины фюзеляжа за счёт вставок
Замена хвостового оперения на двухкилевое
Отсутствие хвостового грузового люка
Увеличение количества стоек основного шасси
Система крепления и наддува наружных грузов
Два дополнительных двигателя
Лётно-технические характеристики
Экипаж, чел: 7
Размах крыла, м: 88,4
Длина, м: 84
Высота, м: 18,2
Площадь крыла, м²: 905
Масса:
пустого самолёта, кг: 250 000
максимальная взлётная, кг: 640 000
Тяга нефорсажная, кH: 1377
Масса топлива, нормальная, кг: 300 000
Крейсерская скорость, км/ч: 850
Дальность полёта:
практическая, км: 15 400
практическая с максимальной нагрузкой, км: 4 500
Практический потолок, м: 11 000
Полезная нагрузка, кг: дo 250 000
Двигатель
Тип двигателя: Турбореактивный двухконтурный
Модель: «Д-18Т»[3]
Тяга:
взлётный режим, кгс: 6 × 23 430
крейсерский режим, кгс: 6 × 4 860
Масса двигателя, кг: 6 × 4 100
Удельный расход топлива (крейсерский режим), кг/кгс·ч: 0,57-0,63
Удельный расход топлива (взлётный режим), кг/кгс·ч: 0,34
Межремонтный ресурс, ч: 6 000
Габариты:
длина, мм: 5 400
диаметр, мм: 2 330