Фюзеляж - полумонокок с работающей обшивкой круглого поперечного сечения, переходящего в хвостовой части в овал. В носовой части фюзеляжа установлена мачта с приемником воздушного давления ПВД-7, Плавно переходящая в конусообразный фонарь гермокабины штурмана, вход в которую осуществляется через люк наверху. Далее расположен фотоотсек, а снизу - ниша передней опоры шасси. На правом и левом бортах отсека расположены фотолюки для перспективной съемки, открывающиеся с помощью электромеханизма. Гермокабины экипажа вентиляционного типа. Лобовое стекло кабины летчика выполнено из прозрачной брони. За кабиной летчика расположены мягкие топливные баки и отсек главной опоры шасси. Далее установлены топографический фотоаппарат АФА-41/10, два фотоаппарата для планового фотографирования и отсек электро- и радиооборудования. Заканчивается фюзеляж контейнером тормозного парашюта ПТ-27, сбрасываемого в конце пробега.
Крыло самолета - стреловидное, двухлонжеронное, трапециевидной в плане формы. Угол стреловидности - 45° по линии четвертей хорд. Поперечное «V» крыла - минус 5°, удлинение - 4,25. Крыло скомпоновано из симметричных профилей ЦАГИ П-53 с относительной толщиной 4,2% по борту фюзеляжа, ЦАГИ С-12С с относительной толщиной 5,2% по сечению перелома передней кромки и 5% - на конце крыла. Установочный угол +1°. Для предотвращения срыва пограничного слоя на каждой консоли установлено по одному аэродинамическому гребню, который распространялся и на нижнюю поверхность крыла. За гребнем хорда крыла увеличена на 250 мм за счет наращивания носков профилей, которые отклонены вниз на 100 мм. Крыло оборудовано подкрыльевыми щитками и элеронами с осевой и аэродинамической компенсацией, которые по сравнению с Як-25 смещены на 1,3 м к оси самолета. Это вызвано малой жесткостью крыла на кручение и стремлением уменьшить его деформацию при отклонении элеронов. Левый элерон снабжен управляемым триммером, правый - отгибной пластиной на задней кромке. На законцовке крыла установлен обтекатель подкрыльной опоры шасси, к которому спереди прикреплена труба, являющаяся баллоном сжатого воздуха, стальной прютивофлаттерный груз, наконечник с ПВД-7 на правой консоли и заглушкой на левой.
Оперение - стреловидное, двухлонжеронной конструкции с установленным на половине размаха киля переставным стабилизатором с диапазоном отклонения 4°. Стреловидность киля по линии четвертей хорд - 54°, стабилизатора - 55°. Изменение угла установки стабилизатора обеспечено вертикальным перемещением траверсы механизма перестановки, являющейся передним узлом крепления стабилизатора к килю. Механизм перестановки приводится в движение гидромотором ГМ-36 через редуктор. Управление гидромотором - электрическое, от переключателя на ручке управления самолетом. Законцовка киля выполнена из радиопрозрачного стеклотекстолита, на ней ’установлена антенна связной радиостанции Р-835. Рули высоты и направления имели аэродинамическую) и весовую компенсацию. На нижней половине руля направления установлен триммер, а на верхней - отгибной нож.
Шасси - велосипедного типа, состоит из главной, передней и двух подкрыльевых опор. Все опоры убираются назад по полету: передняя и главная - в фюзеляж, подкрыльевые - в обтекатели на законцовках крыла. Передняя опора несет колесо размера 600x155 мм, разворот которого осуществляется от педалей ножного управления самолетом через бустер, являющийся одновременно и демпфером колебаний типа «шимми». Управление колесом сблокировано со щитками-закрылками: при их отклонении угол поворота колеса не превышает 12°, при убранных щитках-закрылках угол достигает 45°. Главная опора шасси имеет два тормозных колеса КТ-69/4 размером 880x230 мм. Для ликвидации юза система торможения колес снабжены автоматической системой растормаживания.
Силовая установка самолета включает два турбореактивных двигателей РД-9Ф 2-й серии, расположенных в гондолах под крылом. Топливо размещено в пяти мягких баках общей емкостью 4665 л (3880 кг). Начиная с 14-й серии выпуска, предусмотрена установка подкрыльевых топливных баков общей емкостью 1500 кг.
Вооружение самолета состоит из одной пушки НР-23, установленной на правом борту фюзеляжа внизу. Управление стрельбой - электрическое, перезарядка пушки - электропневматическая. Система управления стрельбой сблокирована с правым фотолюком перспективного АФА: при открытом люке стрельба невозможна. В кабине летчика установлен коллиматорный прицел ПКИ.
Фотоборудование самолета состоит из четырех фотоаппаратов и позволяет вести фотографирование отдельных объектов и маршрутов как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях полета днем при хорошей видимости. Фотоаппарат АФА-42/50 или АФА-42/75 на подвижной установке предназначен для перспективного фотографирования с высот от 2000 до 10000 м под углами от 45° до 80° от вертикали по обоим бортам фюзеляжа. Фотоаппарат АФА-41/10, установленный неподвижно в фюзеляже, предназначен для мелкомасштабной маршрутной съемки. На высотах 300- 400 м его можно использовать для разведки незамаскированных объектов, а на высотах от 1000 до 16000 м - для привязки к карте снимков, произведенных плановыми фотоаппаратами. Плановые фотоаппараты АФА-42/75 или АФА-42/100, установленные на автоматических качающихся установках АКАФУ-ЗЗМ, позволяют производить одно-, двух- и четырехмаршрутное фотографирование с высот от 1000 до 16000 м при перегрузке до Зд. Для ведения прицельного фотографирования в полете, а также для выполнения визуальной разведки местности и определения путевой скорости с высот более 1000 м в кабине штурмана установлен прицел-визир ПВ-2Р7.
Система управления рулем высоты и элеронами - необратимая бустерная (бустеры БУ-8Ю). Создание при-вычных усилий на ручке обеспечено пружинным механизмом загрузки и механизмами триммерного эффекта. Наличие триммера элеронов позволяет регулировать усилие на ручке от элеронов при полете с выключенными бустерами элеронов. Управление триммерами элерона и руля направления, а также механизмами триммерного эффекта руля высоты и элеронов - электромеханическое. При выходе из строя гидросистемы стабилизатор можно установить из любого положения в посадочное (+1°) при помощи аварийной воздушной системы. Система управления рулем направления - механическая, с приводом от педалей. В нее включен автомат курса АК-2А, который при выходе из строя одного из двигателей или при возникновении разницы в оборотах двигателей автоматически отклоняет руль направления с целью парирования разворачивающего момента.
Радиосвязное оборудование включает связную радиостанцию Р-835 с приемником УС-8 (до 12-й серии устанавливались радиостанция Р-807 и радоприемник УС-9ДМ), командную радиостанцию РСИУ-5В (до са- : молета N 0914 ставилась РСИУ-4В) и внутрисамолетное переговорное устройство СПУ-7 (до 8-й серии - СПУ-2). Радионавигационное оборудование включает автоматический радиокомпас АРК-5, радиовысотомер РВ-2 с приставкой сигнализации опасной высоты РВ-2ПС-М и маркерный приемник МРП-56П, В радиотехническое оборудование входит ответчик системы опознавания СРО-2 с приставкой «Заря» и станция предупреждения об облучении «Сирена-2».
Высотное оборудование включает два комплекта кислородного оборудования ККО-1М и высотнокомпенсирующие костюмы ВКК-2М летчика и штурмана.
Электрооборудование включает источники постоянного тока, преобразователи и потребители электроэнергии. Постоянный ток вырабатывают два стартер- генератора ГСР-СТ-12000ВТ на двигателях и аккумулятор 12САМ-28, от которых запитаны все электромеханические устройства, лампы системы сигнализации и пять преобразователей: ПО-1500, два , ПО-750, ПТ-125 и ПТ-70. ПО-1500 и ПО-750 преобразуют постоянный ток в переменный напряжением 115 В частотой 400 Гц и служат для питания радиооборудования, а ПТ-125 - постоянный ток в переменный напряжением 36 В частотой 400 Гц и служит для питания пилотажно-навигационных приборов. Преобразователь ПТ-70 предназначен для питания дистанционных индукционных манометров, а также для аварийного питания пилотажно-навигационных приборов.
