Dòng máy bay ném bom chiến lược tàng hình B-2 Spirit lần đầu tiên cất cánh vào năm 1989 và hiện đang được Không quân Hoa Kỳ tích cực sử dụng trên nhiều chiến trường. Trong khi Northrop Grumman chịu trách nhiệm phát triển dòng máy bay này, Hải quân Mỹ cũng đang kế hoạch nâng cấp B-2 Spirit với nhiều công nghệ tiên tiến, bao gồm hệ thống liên lạc vô tuyến tần số cao an toàn hơn và máy tính xử lý nhanh gấp ngàn lần.Quá trình nâng cấp B-2 Spirit cũng đang được triển khai bởi Northrop Grumman, tập trung vào hệ thống máy tính, cảm biến và khả năng vũ khí. Kế hoạch ngắn hạn là đảm bảo B-2 Spirit duy trì hiệu suất xuất sắc trước các hệ thống phòng không tiên tiến ít nhất trong một thập kỷ nữa, cho đến khi B-21 Raider xuất hiện.Một hệ thống tiên tiến mới đã được tích hợp cho B-2, đóng vai trò quan trọng trong bảo đảm khả năng tồn tại của máy bay trước mạng lưới phòng không hiện đại. Hệ thống quản lý phòng thủ được phát triển bởi Không quân Hoa Kỳ trong thời gian dài, sử dụng nhiều cảm biến giúp B-2 xác định vị trí và tránh né hệ thống phòng không đối phương, đặc biệt là khi các hệ thống này giờ có khả năng phát hiện và theo dõi máy bay tàng hình.
Cách mà máy bay tàng hình ẩn mình trước radar của các hệ thống phòng không như S-400 cải tiến hay S-500 của Nga vẫn là bí mật vì lý do an ninh. Mặc dù vậy, lãnh đạo của Không quân Hoa Kỳ cho biết cấu trúc tàng hình, lớp phủ, vật liệu hấp thụ sóng radar và khả năng quản lý dấu hiệu nhiệt giờ đây chỉ là một trong những biện pháp đối phó với hệ thống phòng không của đối phương. Do đó, B-2 Spirit mới cần một hệ thống quản lý phòng thủ mới với các cảm biến tiên tiến giúp máy bay xác định vị trí và tránh né hệ thống phòng không, giảm thiểu rủi ro.
B-2 Spirit, sản phẩm của Northrop Grumman phát triển trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, được thiết kế với khả năng xâm nhập vào hệ thống phòng không dày đặc của đối phương nhờ vào tính năng tàng hình. Thiết kế độc đáo của B-2 Spirit sử dụng khái niệm cánh bay (flying wing), với cánh và thân máy bay hòa quyện, không có cánh đuôi. Buồng lái, khoang nhiên liệu, trang thiết bị và vũ khí đều được tích hợp bên trong cấu trúc của cánh chính.
B-2 Spirit được thiết kế với hình dạng độc đáo, được tối ưu hóa cho khả năng tàng hình trước radar và công nghệ dò tìm quang học bằng hồng ngoại. Sải cánh dài 52m, nhưng tiết diện radar chỉ từ 0,05 đến 0,75 m2, tạo nên hình dạng tàng hình gần như hoàn hảo với thiết kế flying wing. B-2 Spirit không có cánh đuôi và cánh lái đuôi, thay vào đó, có 2 cánh lái chia ở đầu cánh để chuyển hướng, giảm bề mặt phản xạ sóng radar.
Vỏ của B-2 Spirit được chế tạo từ vật liệu composite có khả năng hấp thụ sóng radar, mặc dù chi tiết của hỗn hợp này vẫn là bí mật. Phần lớn kết cấu của B-2 được làm bằng vật liệu composite carbon-graphite, có đặc tính cứng hơn thép, nhẹ hơn nhôm và có khả năng hấp thụ năng lượng sóng radar.
Đối mặt với các hệ thống dò tìm và theo dõi bằng hồng ngoại, B-2 Spirit có 2 động cơ được đặt tại mặt trên cánh, giấu sâu vào thân máy bay. Thiết kế độc đáo của họng nạp và xả giúp làm mát khí xả, hòa trộn khí xả với không khí bên ngoài để giảm phát xạ nhiệt trong phổ hồng ngoại.
Để giảm bớt dấu vết quang học khi bay vào ban ngày, B-2 được tráng lớp sơn chống phản xạ ánh sáng. Mặt dưới của máy bay có màu xám tối, khi bay ở độ cao 15 km, chiếc máy bay như hòa mình vào bầu trời. Đặc biệt, nó còn được trang bị cảm biến để cảnh báo cho phi công điều chỉnh độ cao, tạo ra hiệu ứng ngụy trang với màu sắc của bầu trời dựa trên quan sát từ mặt đất. Lớp phủ chống phản xạ này được bảo dưỡng rất kỹ lưỡng và cần phải thay mới mỗi 7 năm một lần.
B-2 Spirit trang bị 4 động cơ F118-GE-100 của General Electric, mỗi động cơ tạo lực đẩy 77 kN, giúp máy bay đạt tốc độ tối đa khoảng 1010 km/h, tốc độ hành trình 900 km/h ở độ cao 12 km so với mặt nước biển. Tầm bay của B-2 Spirit lên đến 11 ngàn km, trần bay tối đa 15,2 km. B-2 Spirit có khả năng mang theo nhiều loại vũ khí khác nhau với 2 khoang ẩn trong thân, có thể chứa đến 80 quả bom hạng 230 kg như Mk-82, GBU-38 hoặc 36 quả bom hạng 340 kg hoặc 16 quả bom hạng 910 kg như Mk-84, GBU-31. Ngoài ra, nó cũng có khả năng vận chuyển bom hạt nhân với tối đa 16 quả bom B62 hoặc B83. USAF đã thử nghiệm thành công các loại bom lướt như AGM-154 JSOW và AGM-158 JASSM được thả từ B-2 Spirit. Chỉ có 21 chiếc được sản xuất và hiện USAF vẫn sử dụng 20 chiếc, trong đó có một chiếc (Spirit of Kansas) đã rơi và bị phá hủy hoàn toàn tại căn cứ không quân Andersen vào năm 2008.