波音公司在波音787上使用了“音速巡航者”所提出的技术以及机体设计，并决定在7E7的主体结构(包括机翼和机身)上大量采用先进的复合材料。波音787拥有多项技术创新，其中最引人注目的是波音787机体结构的一半左右都用更轻、更坚固的碳纤维合成材料代替铝合金，是第一款以碳纤维合成物为主体材料的民用喷气式客机。一方面是因为金属能够隐藏损伤问题，这种损伤很难发现，直到碎裂时才会被发现，而合成材料就不存在这种问题；另一方面，用合成材料制造的机身比较轻，这使得波音787将比现在的飞机节省燃油，而且也可以节省在维护方面的花费。这种合成材料类似于一级方程式赛车中所使用的碳纤维合成材料。1985年，空中客车公司率先将这种合成材料用于飞机制造，制造A310客机的尾翼，随后空中客车公司还将这种合成材料用于制造A350客机的机翼。波音787将这种技术全面运用到787飞机上，机身、机翼等主要的部件，都采用这一新技术。波音787成为有史以来第一款在主体结构上采用先进复合材料的民用飞机。重量比例将超过50%，此前这个比例只有20%。复合材料也大量应用在发动机的叶片、发动机罩等部份。波音787也因这种新技术的广泛应用而被称作“梦想”飞机(• 使用物料(按重量)：61%复合物料(碳纎维)，20%铝，11%钛，8%钢)。

　　波音787的机翼设计延续波音737NG(Next Generation)/777的超临界机翼设计。超临界翼的好处在于在高次音速时有较好的气动力效率，可以减少燃料的消耗并增加飞机的性能，如飞行距离…等。

　　波音787可选装通用电气GE GENX系列或罗尔斯-罗伊斯的遄达1000系列。此外，波音787在民用飞机上还首次为该型飞机配备的两种发动机提供标准的发动机接口界面，从而使787飞机能够随时配备任一制造商的发动机，不存在不兼容的问题。波音787的发动机其函道比约为10，而之前发动机的函道比约为5。成倍增加的函道比，让787发动机的社区噪声更低，油耗显著减少。更低的排放与油耗，能降低787运营商的成本，减少飞机对环境的影响。

　　由于采用了大量复合材料降低了飞机重量、创新的流线型机翼设计以及新型的发动机，这些将使波音787比目前同类飞机节省20%的燃油消耗，此外波音787除了让中型飞机尺寸与大型飞机航程的实现结合，也将以0.85倍音速飞行，这也使其点对点远程不经停直飞能力得以更好的体现。

　　波音787机身截面形状采用双圆弧形，顶部空间也进行了优化设计，可为乘客提供更宽敞的空间。在乘坐舒适性方面波音787将增大客舱湿度，还将降低其客舱气压高度，这样客舱环境更湿润，乘客会感到更舒适。机上娱乐、因特网接入将更为完善，