공개된 성능 지표에 따르면 X-51은 고속 비행 중 공기 역학적 요구 사항을 충분히 고려하여 플랫 헤드를 가지며 모양은 우주선과 순항 미사일의 특성을 활용합니다. 미사일 본체는 니켈 합금으로 만들어졌으며 길이는 약 3.5m로 무게와 부피는 일반 미사일과 비슷하다. 폭격기나 전투기에 탑재할 수 있는 표준형 공대지 순항미사일이다. 그러나 그 속도는 다른 순항미사일과 차별화된다.
보도에 따르면 X-51은 B-52 폭격기에 의해 고도 35,000피트 상공으로 발사된 후 마하 5, 즉 시속 약 6,000km의 속도에 도달해 목표물에 명중했다고 한다. 아프가니스탄 동부에서는 아라비아해에서 20분 안에 지구상 거의 모든 곳에서 정밀 공격이 가능하다. X-51은 이러한 높은 속도에 도달할 수 있는 세계 최초의 공중 발사 순항 미사일이 될 것입니다. 이전에는 탄도 미사일과 우주선만이 이러한 속도를 달성할 수 있었습니다.