轰-6K海军型使用的是两台D-30KP-2涡扇发动机，每台发动机最大推力为12，000公斤，超强的动力使得该机作战范围以及荷载能力都得到了显著的提高。该型号发动机同时也应用在伊尔-76和运-20上，省油是此次改换发动机所体现出来的最大优势，耗油降低20%，推力却增大了30%，在突防速度提高的同时，作战半径也得到了进一步的扩展。

综合分析来看，该机性能得以显著提高的主要原因，就是得益于这两台大功率的涡扇发动机。同样，轰-6K海军型能够拥有载荷大型远程巡航导弹和反舰导弹的能力，也是因为改装后最大载弹量的提升。虽然该机是亚音速轰炸机，但是就是通过这次改装使它在真正意义上成为中国海军对3500公里水面舰队实施打击的核心力量。

轰-6K海军型轰炸机依旧采用了轰-6K的主要机体设计。单从外表分析，该机的风挡、机头雷达罩以及进气道的变化都非常大，同时增加了不少复合材料，用以增加机体的强度，另外该机对相应的火控武器装备也进行了更新。

需要注意的是，在大型全封闭式雷达罩里面包含了合成孔径雷达设备，另外还增加了外挂式光电吊舱。其合成孔径雷达主要用途就是对下方较大的海面、地面区域实行高清雷达成像，能够获得较高质量、不受气象干扰的成像。其光电吊舱可以获得更为精确的图像，且更接近指挥人员习惯的目视效果。该吊舱与外挂架武器一样，可随时拆卸，不与机身固定连接成一体。

光电吊舱还可以使制导炸弹的投掷精准度大幅提高，同时它还可以为投放红外、电视制导以及激光制导炸弹或导弹，给予方位指示和目标照射配合。