KC-10是米國麥道公司（現已併入波音公司）在其研製的DC-10三發中遠端體運輸機的基礎上為米國空軍發展的空中加油機，是當今世界上功能最全、加油能力最強的空中加油機。重量和載荷最大有效載荷77111kg 使用重量加油機108892kg 運輸機110962kg 燃油量160200kg 最大起飛重量267620kg 效能資料實用升限12800m航程載貨7037km 不載貨18520km。

總體佈局與DC-10運輸機基本相同。除了DC-10原有的標準機翼油箱和輔助油箱外，增加一個1個由7個非增壓整體囊式油箱組成的油箱系統，3個在機翼前方，4個在機翼後方，全部位於貨艙地板，利用龍骨梁和能量吸收材料來進行防護，可從機艙甲板直接安裝、拆卸、維護、檢查這些油箱。所有油箱加起來裝160200kg燃油，相當於KC-135載油量的兩倍。動力裝置3臺通用電氣公司的CF-6-50C2渦扇發動機，單臺推力234kN。1臺安裝在後機身上方垂尾根部，另2部分別安裝在兩側機翼下的吊艙內。

機組由飛行員、副駕駛、飛行工程師和加油操作員4人組成。3座空中加油操作增壓艙位於後機身下方油箱後面，有獨立的熱管理系統，加油操作員從機艙甲板進入，面向後乘坐，其後面2個座椅可乘坐教官和學員，用於訓練。為便於載貨，前機身左側佈置了一個大的向上開啟的貨艙門，機艙內可裝載27個貨盤或17個貨盤加75名乘客。KC-10A的空中加油系統採用全新設計，操作員透過數字式電傳操縱系統來控制機尾的加油系統。透過伸縮套管，燃油以最高為每分鐘4180升的速率傳輸到受油飛機中去；透過錐形管嘴，最大加油速率是1786升/分鐘。