Пассажирский лайнер Ту-154 является одним из лучших представителей второго поколения советских турбореактивных самолётов. В этой машине воплощены последние достижения науки и техники. Разрабатывая во второй половине шестидесятых годов проект нового самолёта, коллектив опытного конструкторского бюро академика А. Н. Туполева стремился сочетать в нём лучшие качества трех лайнеров: скорость Ту-104, дальность и экономичность Ил-18, взлётно-посадочные качества Ан-10. И конструкторам удалось это осуществить. При крейсерской скорости в 900— 950 км/час на высоте 11 тыс. м и коммерческой нагрузке в 18 т дальность Ту-154 превышает 3200 км. При скорости 850 км/час дальность полёта превышает 4700 км.

Три мощных турбовентиляторных двигателя НК-8-2 взлётной тягой но 9500 кг каждый (из них два внешних оборудованы реверсом тяги) позволяют эксплуатировать самолёт практически во всех климатических зонах. Высокая энерговооруженность дает возможность Ту-154 взлетать с полной нагрузкой даже с высокогорных аэродромов.

Для повышения весовой отдачи машины её строители широко использовали конструктивные детали и прессованные элементы. Все это вместе с другими технологическими мероприятиями при соблюдении всех норм прочности позволило существенно уменьшить общий вес пустого самолёта (его взлётный вес 90 т).

Фюзеляж Ту-154 — типа полумонокок круглого сечения. Носовая и средняя части, в которых размещены кабина экипажа и два пассажирских салона, представляют собой одну полностью герметизированную кабину, разделенную лишь лёгкими переборками.

Широкое использование лёгкосъемных элементов оборудования герметизированного отсека позволяет легко менять количество кресел в салонах — от 128 в смешанном варианте до 158 в основном и 174 в туристском. Объем фюзеляжа превышает 163 м2. Наружный диаметр его поперечного сечения 3,8 м. Ширина пассажирского салона 3,5 м, высота 2,2 м.

В хвостовой негерметичной части фюзеляжа находится грузовое помещение, средний двигатель и вспомогательная силовая установка.

Размещение двигателей в хвостовой части и их компоновка позволили конструкторам максимально механизировать крыло, добиться уменьшения воздействия звуковых пульсирующих нагрузок от реактивных струй на конструкцию самолёта.

При отказе одного из двигателей кренящий и разворачивающий моменты очень невелики. Самолёт свободно продолжает рейс без потери высоты. Горизонтальный полёт на высоте 5 тыс. м возможен даже при одном работающем двигателе.

Крыло самолёта трехлонжеронное, стреловидное с углом 35° по линии 1/4 хорд. Его площадь 201,5 м2. Крыло состоит из центроплана и двух отъемных стреловидных частей. Помимо элеронов, крыло имеет элерон-интерцептор, трехщелевые закрылки, щелевые предкрылки, занимающие носок крыла почти по всему размаху. Закрылки находятся на хвостовой части крыла между элеронами. Интерцепторы (небольшие пластины на верхней поверхности крыла) размещены над закрылками по четыре секции на каждом полукрыле. Элероны обеспечивают нормальную управляемость в крейсерском полёте. На меньших скоростях в помощь им подключаются внешние секции интерцепторов, а их средние секции используются как воздушные тормоза.

Стреловидное хвостовое оперение — Т-образной схемы, с верхним расположением подвижного стабилизатора. Изменение его угла установки при взлете и посадке производится специальным электромеханизмом. Рули направления и высоты сотовой конструкции. При этом рули высоты не связаны друг с другом. Удачная компоновка всего самолёта и его мощные двигатели обеспечивают короткий для такого класса машин разбег — 1000—1300 м и относительно небольшую посадочную скорость — 212—225 км/час.

Самолёт Ту-154 оснащен оборудованием, позволяющим выполнять регулярные полёты в любое время суток в простых и сложных метеоусловиях.