F-15机体结构的核心是四个横贯机身的整体隔框，每个隔框上有两个大孔供进气道通过，隔框的两侧分别与两侧机翼相连，由于中央机身段很宽，实际上的机翼并不大，但机翼上表面与机身背部融为一体，提供了更大的有效升力面积，从而降低了总翼载荷。
现在看到的F-15主翼翼梢有一个向内侧切掉的小角，这是因为在试飞中发现，飞机在约0.95马赫数时、某些高度上会发生抖振，于是在每边机翼切掉了一小块，形成了现在独特的斜翼尖；与后来一些先进战斗机相比，F-15的机翼可谓相当“简约”，除了最传统的后缘副翼和襟翼外，没有其他多余活动翼舵面，甚至连最常见的用于提高空战机动性的前缘襟翼也没有，很多网友又把这归结于“力大砖飞”，但实际上正是因为F-15的机翼部分非常精巧，又精心设计了翼身融合部分，所以无需配置多余的增升措施就能满足性能要求，省下来的作动机构也减轻了自身的结构重量。
F-15的进气口也相当有特色，从侧面看，进气口从前上方向后下方斜切下来，形成一个斜口段，这个斜口段其实还可以绕下边缘的转轴转动，由计算机控制、根据飞机姿态调整角度，使进气口尽量能够“对正”迎面气流，保证了进气效率。但这只是这个进气口作用的一部分，由于进气道本身非常宽大，进气道上表面向后延伸自然融入机翼上表面，因此这个进气道本身同时也成为机身-机翼升力体的组成部件；这还没完，可上下转动的进气口还能在一定程度上产生与鸭翼类似的作用，据说在超音速条件下，这个进气道可以提供相当于平尾三分之一的操纵效率。