B-1B机长44.5米，机高10.4米，翼展24.1米（全后掠）～41.8米（全展开），空重87.1吨，内埋弹舱最大载弹量34吨，最大机内燃油重量88.5吨，设计最大起飞重量216.4吨，最大平飞速度在高空可达马赫数1.25，在低空可达1130千米/时，实用升限18千米，航程1.2万千米，作战半径5500千米。
B-1B的主要特点是采用可变后掠翼布局和翼身融合体设计，既降低了阻力，又增加了升力和内部容积。该型机是美空军现役飞行速度最快、内埋弹舱总容积和内埋载弹量最大的轰炸机。虽然该机的内埋弹舱载重低于俄罗斯图-160远程轰炸机，但由于弹舱布局灵活、机载武器种类丰富，其内埋载弹灵活性是最好的。该机配装联合式航电系统，各主要子系统均采用相同的计算机，通过美军1553B数据总线等在主要的子系统/设备之间建立互连。雷达和导航设备由F-16战斗机的设备改进而来，攻击电子设备则与B-52轰炸机的最新改进型设备类似。主要任务设备包括AN/APQ-164无源相控阵雷达、AN/ALQ-161射频监视/电子对抗系统、AN/ASQ-184防御管理系统等。
2011年6月，时任美国国防部副部长林恩曾发表题为《美国必须为未来战争趋势做好准备》的演讲，明确指出远程打击系统和导弹防御系统是击败大国“反介入/区域拒止”挑战的两大关键。由于“空海一体战”概念是针对“反介入/区域拒止”挑战量身定制的，因此远程打击系统的发展对于落实“空海一体战”概念具有重要作用，其内涵既包括研制远程打击轰炸机等下一代远程打击装备，也包括对B-1B等现役轰炸机的运用和升级改造进行调整。从实际情况来看，美军推行战略转变和落实“空海一体战”作战概念，确实提高了B-1B等轰炸机在美空军装备体系中的地位。
“空海一体战”概念将中国视为头号假想敌，强调全域作战和跨域协同，重视纵深攻击。在这种情况下，美空军加强了B-1B的前沿部署和训练、远程打击演练、协同作战演练和对海作战训练。
前沿部署和训练方面，美空军持续将全部现役部队的B-1B轰炸机轮换部署在西太平洋第二岛链的枢轴—关岛安德森空军基地，且基本上每次部署B-1B都采用不经停（进行空中加油）、从美国本土直接飞抵的形式。通过在关岛安德森空军基地进行轮换部署，美军一方面能以B-1B（以及在此轮换部署的另外两型轰炸机B-2A和B-52H）快速响应相关事态、实施威慑巡逻飞行，意图对中国军队形成慑止作用，一方面又能使其指挥、战斗及维护人员持续熟悉并适应关岛和西太平洋的环境，为未来可能在此实施的作战任务做好准备。通过不经停飞抵，可锻炼机组乘员的远程飞行能力，为实施纵深攻击作战提供保障。
协同作战方面，近年来美空军多次组织有B-1B参与的多机种作战演练，B-1B多与战术飞机互相配合。例如，在2012年4月，B-1B飞赴阿拉斯加州，与E-3预警机、F-22和F-16战斗机、KC-135空中加油机等进行了联合演习，“目的是确认B-1B的远程打击能力，以及F-22和F-16战斗机为B-1B出击机队提供护航以进入反介入目标区的能力”。在这样的演习中，B-1B的连续飞行时间（包括返回基地的时间）一般达到10小时以上，甚至可达30小时以上。可见，美空军的设想是：战时在空中加油机和情报保障体系的支援下，利用F-22战斗机等的护航和B-1B轰炸机自身的对抗能力直接突防，此后由B-1B使用防区外导弹或其他类型精确制导弹药实施纵深攻击。
对于美空军而言，使用轰炸机与其他装备进行海上作战，也是“全域作战、跨域协同”的一种形式。因为自冷战结束之后，由于不再需要针对苏联的强大威胁实施海上控制作战，海上作战不再是美空军轰炸机的优先任务。但是，“空海一体战”概念的主目标是中国，主战场是西太平洋，B-1B必须重拾海上作战任务，并确保能够帮助美海军控制海洋。为此，美空军首先实施了海上战术开发与评估试验。2013年9月，美空军第337试验和鉴定中队利用B-1B与其他轰炸机、战斗机一起进行了此项试验，收集有利于最终任务的所有飞行数据信息，以确定如何有效跟踪、交战并摧毁目标。B-1B轰炸机在此项试验中的任务是，运用当前部署的可在任何气象条件下投放的可用武器，探测、定位小型舰船并与其交战。在评估中，B-1B共计投放6次弹药，其中包括加装激光导引头、口径500磅的激光制导型“杰达姆”炸弹，以及“杰达姆”系列中口径500磅的GBU-38和2000磅的GBU-31制导炸弹。
此外，美空军还与海军合作，先后开展了B-1B轰炸机布放水雷、使用激光制导炸弹打击海上活动目标等方面的训练。例如，2014年6月初，美空军与海军展开合作，在一次联合训练任务中练习了B-1B布放海军水雷的能力。当时，美空军第28弹药中队与海军弹药司令部海豹滩分部首次合作完成了Mk-62和Mk-65“快速打击”水雷的组装、装机和布放演练，其中海军人员主要负责水雷组装，空军人员主要负责水雷装机。第28弹药中队的人员表示，“这样的训练已经有好几年没有进行过了”。可见，为了落实“空海一体战”概念，美空军B-1B轰炸机已重新开始海上目标打击和海上布雷等任务训练。
升级改造方面，按照落实“空海一体战”概念的要求，B-1B近年来的升级改造以提升一体化联合作战能力和海上作战能力为目标，以采用全新航电系统和集成新型防区外武器为重点，稳步、持续实施。
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