Il prototipo dell'X‑43A assomiglia a un elegante aereo a basso profilo:un velivolo lungo 3,7 m (12 piedi) e con un'apertura alare di 1,5 m (5 piedi) che pesa 1.270 kg (2.800 libbre). La sua caratteristica più notevole, tuttavia, è il motore scramjet a respirazione d'aria che lo alimenta.
Per comprendere il motore dell’X‑43A, è utile confrontarlo con un razzo convenzionale. Un tipico motore a razzo genera spinta bruciando un ossidante liquido con un combustibile a idrogeno in una camera di combustione.
I gas caldi ad alta pressione e velocità fluiscono attraverso un ugello, accelerando fino a velocità di 8.000-16.000 km/h (5.000-10.000 mph) e producendo spinta.
Lo svantaggio dei razzi convenzionali è l’enorme fabbisogno di ossigeno a bordo. Ad esempio, lo Space Shuttle trasportava 143.000 galloni (541.314 litri) di ossigeno liquido, per un peso di 1.359.000 libbre (616.432 kg). Senza quell'ossigeno, la navetta peserebbe solo 74.842 kg.
I motori a respirazione d'aria eliminano la necessità di ossigeno a bordo raccogliendo l'ossigeno atmosferico durante il volo. Per le missioni Terra-orbita, il veicolo trasporterebbe ossigeno aggiuntivo, ma molto meno di uno space shuttle.
Il motore scramjet ha un design straordinariamente semplice senza parti mobili. Lo stesso X‑43A funziona come parte del sistema motore:la parte anteriore funge da aspirazione e quella posteriore funge da ugello che accelera l'aria di scarico.
La combustione in uno scramjet avviene solo a velocità supersoniche, perché l'aria deve fluire abbastanza rapidamente per essere compressa.
Invece di un compressore rotante come un turbogetto, la velocità di avanzamento e la forma aerodinamica del veicolo comprimono l’aria in entrata. Il carburante idrogeno viene quindi iniettato in questo flusso e i gas caldi in espansione derivanti dalla combustione accelerano lo scarico per creare un'enorme spinta.
