Фюзеляж самолета Ту-95 представляет собой конструкцию типа полумонокок обтекаемой формы, круглого сечения, с гладкой работающей обшивкой, подкрепленной набором шпангоутов и стрингеров. Технологически он делится на передний фонарь, носовую часть, включающую в себя переднюю негерметическую кабину и обтекатель кормовой пушечной установки.
Фонарь и носовая часть фюзеляжа образуют переднюю герметическую кабину, в которой расположены места экипажа (летчики - командир корабля, помощник командира, штурман, второй штурман, старший бортовой техник, старший воздушный стрелок-радист и офицер по системам РЭП). Вход в кабину производится через отсек передней стойки шасси и люк в полу. Аварийное покидание самолёта осуществляется при помощи подвижного пола через люки в обеих кабинах,
К средней части фюзеляжа крепится центроплан, здесь же расположен бомбовый отсек. Значительная часть свободного объема занята контейнерами с топливными баками, ближе к наружной поверхности вмонтированы спасательные лодки ЛАС-5-2М. В кормовой гермокабине размещены рабочие места воздушного стрелка-радиста и командира огневых установок, прицельные станции и оборудование. Далее крепится кормовая пушечная установка с обтекателем радиолокационной прицельной станцией.
Для обзора боковых полусфер в кабине имеются блистеры из органического стекла. Фонарь кормовой кабины остеклен прозрачной броней.
Крыло на 95-м кессоной конструкции. Состоит из центроплана, двух первых отъемных частей и двух вторых отъемных секций. Кессон образован передним и задним лонжеронами, верхними и нижними панелями с толстой работающей обшивкой. Между нервюрами в кессоне размещаются мягкие топливные баки. На верхней панели есть узлы крепления гондол двигателей. Нижняя панель в местах установки основных стоек шасси усилена двумя балками.
На крыле расположены органы управления самолетом. Элерон металлической конструкции проходит вдоль всего размаха вторых отъемных частей крыла и разделен на три отсека, во избежание заклинивания при прогибе крыла. Односекционный щелевой закрылок расположен на первой отъемной части и разрезан на две части обтекателем шасси.
Оперение цельнометаллическое, свободнонесущее, однокилевое, стреловидное. Угол стреловидности вертикального и горизонтального оперения 40D. Стабилизатор кессоного типа состоит из двух половин, стыкующихся между собой по оси самолета. Руль высоты тоже из двух частей и имеет так же, как и руль направления, соответствующую компенсацию.
Шасси самолета трехстоечное, со сдвоенными баллонами. Основные стойки - двухосные, убираемые в полете в крыльевые гондолы (что является фамильной чертой большинства туполевских машин), носовая стойка - одноосная, убираемая по "потоку" в фюзеляж. На основных стойках расположены тележки с четырьмя тормозными колесами, имеющими пневматики 1500х500 мм. Передняя стойка с двумя колесами и пневматиками 1100х330 мм крепится к передней части фюзеляжа.
Управление самолетом осуществляется с помощью двух штурвальных колонок и двух пар ножных педалей, соединенных с органами управления тягами. В управлении элеронами частично применена тросовая проводка. В системе управления рулем направления и элеронами включены обратимые гидроусилители.
В зависимости от модификации, на Ту-95 применялись ТВД НК-12 мощностью 12000 л.с., НК-12М, НК-12МВ либо НК-12МП (каждый мощностью по 15000 л.с.), расположенные в мотогондолах, воздушных винтов типа АВ-60 и системы управления. Винты - четырёхлопастные металлические изменяемого шага, установленные соосно.
Топливная система включает в себя топливные баки и систему автоматического измерения расходования топлива, которая обеспечивает в полете диапазон допустимых центровок машины. Горючее типа Т-1, ТС-1 или Т-2 располагается в 74 крыльевых и фюзеляжных мягких топливных баках. Общий запас топлива для самолета Ту-95М может достигать 88,5 -100т.
Гидравлическая система включает две подсистемы: высокого и низкого давления. Нагнетание высокого давления создается автономным гидронасосом с электроприводом, в системе низкого давления - от гидронасосов, установленных на двигателях.
Радиосвязное оборудование состоит из KBрадиостанции, командной радиостанции, работающей в коротковолновом и среднем диапазоне волн, УКВ радиостанции, аварийной радиостанции.
Радионавигационное оборудование включает автоматический радиокомпас, радиовысотомеры малых и больших высот, доплеровский измеритель скорости и угла сноса, системы навигации, посадки, аппаратуры контроля места положения самолета. Радиолокационное оборудование
На бомбардировщиках (после проведённой в 70-х гг. модернизации) устанавливались:
радиолокационный прицел РПБ-4 «Рубидий-ММ-2» либо Р-1Д «Рубин-1 Д», сопряжённые с оптическим бомбоприцелом ОПБ-11РМ (ОПБ-112), станция оповещения о радиолокационном облучении СПО-2 «Сирена-2», аппаратура РЭП СПС-1 либо СПС-2. Для управления оборонительными установками предназначались 4 оптические прицельные станции ПРС-153, а также прицельная РЛС ПРС-1 «Аргон». Кроме того, в грузоотсеке размещались системы автоматического сбрасывания диполей АСО-95 и АСО-2Б. Для контроля результатов бомбометания и ведения попутной авиаразведки установлен фотоаппарат АФА-42/100.
На Ту-95К была установлена РЛС ЯД, предназначенная для наведения УР. Остальное БРЭО было аналогично тому, что устанавливалось на бомбардировочных модификациях.
У Ту-95КМ РЛС осталась такой, как и на предыдущей версии, однако, произошла замена ряда других систем БРЭО, Установлены: разведсистема «Ромб-3», прицельная станция ПРС-4, аппаратура РЭП СПС-3, станция оповещения об облучении СПО-3 «Сирена-3».
На Ту-95К-22 вместо РЛС ЯД установлена ПНА-Б, а также смонтирована аппаратура подготовки и пуска ракет «Кама».
На Ту-95МС также установлено новое БРЭО, в т.ч. бортовой радиоэлектронный оборонительный комплекс «Метеор-НМ».
Электросистема самолета состоит из основной сети постоянного тока, питающейся от 8 генераторов типа ГСР-18000М по 2 на каждом двигателе. В качестве аварийного источника используются аккумуляторные батареи 12 CAM-55. Две вторичные системы переменного тока питаются от преобразователей ПО-4500 и ПТ-1000. Кроме того, на каждом двигателе установлены генераторы переменного тока нестабильной частоты типа СГО-ЗОУ.
Самолёты поднимают до 12000 кг боевой нагрузки. У бомбардировщика она была представлена свободнопадающими бомбами калибром от 1500 до 9000 кг, как фугасных, так и ядерных, подвешиваемых в фюзеляжном отсеке. Ту-95В брал под фюзеляж, (габариты не
позволяли размещать в отсеке) ТЯАБ мощностью 20 и 50 мегатонн, массой до 22 тонн. Также предусматривалась подвеска бомбы мощностью 100 Мт (очевидно, именно её имел в виду Никита Сергеевич Хрущёв, упоминая о "кузькиной матери").
Основным вооружением Ту-95К и Ту-95КД была КР Х-20 комплекса К-20, подвешиваемая под фюзеляжем в районе бывшего грузоотсека.
На Ту-95К-22 там же подвешивалась 1 КР Х-22М, либо 2 - под крылом. Ту-95МС несут КР РКВ-500А (Х-55): 6 на внутрифюзеляжной барабанной многоцелевой ПУ МКУ-6-5 и 10 на 4 подкрыльевых пилонах. Вместо них на пилоны подвешивается до 8 КР X-55М.
Ракетоносцы также могут брать на подфюзеляжную подвеску 2 контейнера для бомб малого калибра.
Оборонительное вооружение Ту-95МС состоит из 2 спаренных 23-мм двухствольных пушек ГШ-23Л, размещённых в кормовой оборонительной установке. Все остальные модификации (кроме Ту-95К-22) вооружены 6 спаренными 23-мм пушками АМ-23, расположенными в 3 оборонительных установках: верхней ДТ-В12, нижней ДТ-Н12, и кормовой ДК-12. Общий боезапас - 2500 выстрелов. На Ту-95К-22 кормовая установка отсутствует, а вместо неё смонтирована аппаратура РЭП