运-20的货舱设计明显参考了C-17运输机，但比C-17略短一些，货舱长度在19米左右，含货桥总长度24米，C-17运输机的货舱长是26.82米，最大起飞重量220吨，最大载荷可达66吨，可载燃油荷70吨。货舱、对开式尾舱门和栈桥的结构设计参考了伊尔-76运输机，货舱由装卸台，1个中门、2个侧门闭合，舱门打开时中门向上翻转，6.5米长的装卸台负责装载车辆，能装载一辆99A式坦克或，3辆ZBD-03式伞兵战车，2架直-10武装直升机，4枚“东风&34;9防空导弹发射车。运输人员时可运输120名武装伞兵或40副担架与50~60名伤员。
运20运输机的上单翼为超临界翼型，升力性能接近伊尔-76，满载起飞滑跑距离在1500米，降落滑跑距离在发动机反推减速时在500米内，这种翼形也用于安-70运输机，超临界翼型技术风险和难度并不大，但机翼结构和工艺比较复杂，中央翼盒突出到机身上方让飞机必须使用大尺寸整流罩，看起来有点“驼背”，但可以在不拆旋翼桨的条件下运送直升机，
运-20运输机的起落架采用类似A400M运输机的2组6轮式结构，基本结构和外形则类似C-17运输机，在结构材料上，C-17运输机采用69.3%的铝，10.3%的钛，12.3%的钢，8.1%的复合材料，A400M运输机复合材料用量达到了35%，安-70运输机也达到了25%，运-20复合材料应用成熟度比C-17运输机的时代要高，复合材料用量大致可达25%，相比伊尔-76运输机可减重8%~10%，发动机是中国的弱项，运-20运输机采用俄制D30K型12吨推力发动机，最大起飞重量对应为170吨，运-20运输机最大起飞重量为200吨，正常状态下不会有很大的影响，但在高温高原等特殊条件下会有动力不足的问题，现在己逐渐用中国自己研制的14.2吨推力发动机取代，使最大起飞重量对应到约200吨。
三：落幕的C-17运输机