波音787系列属于200座至300座级飞机，航程随具体型号不同可覆盖6500至16000公里。波音公司强调波音787的大量采用复合材料，低燃料消耗、较低的污染排放、高效益及舒适的客舱环境，可实现更多的点对点不经停直飞航线。以及较低噪音、较高可靠度、较低维修成本。
波音公司在波音787上使用了“音速巡航者”所提出的技术以及机体设计，并决定在7E7的主体结构（包括机翼和机身）上大量采用先进的复合材料。波音787拥有多项技术创新，其中最引人注目的是波音787机体结构的一半左右都用更轻、更坚固的碳纤维合成材料代替铝合金，是第一款以碳纤维合成物为主体材料的民用喷气式客机。一方面是因为金属能够隐藏损伤问题，这种损伤很难发现，直到碎裂时才会被发现，而合成材料就不存在这种问题；另一方面，用合成材料制造的机身比较轻，这使得波音787将比现在的飞机节省燃油，而且也可以节省在维护方面的花费。这种合成材料类似于一级方程式赛车中所使用的碳纤维合成材料。1985年，空中客车公司率先将这种合成材料用于飞机制造，制造A310客机的尾翼，随后空中客车公司还将这种合成材料用于制造A350客机的机翼。波音787将这种技术全面运用到787飞机上，机身、机翼等主要的部件，都采用这一新技术。波音787成为有史以来第一款在主体结构上采用先进复合材料的民用飞机。重量比例将超过50%，此前这个比例只有20%。复合材料也大量应用在发动机的叶片、发动机罩等部份。波音787 也因这种新技术的广泛应用而被称作“梦想”飞机（• 使用物料(按重量)：61%复合物料（碳纎维），20%铝，11%钛，8%钢）。波音787的机翼设计延续波音737NG(Next Generation)/777的超临界机翼设计。超临界翼的好处在于在高次音速时有较好的气动力效率，可以减少燃料的消耗并增加飞机的性能，如飞行距离…等。
波音787可选装通用电气GE GENX系列或罗尔斯-罗伊斯的遄达1000系列。此外，波音787在民用飞机上还首次为该型飞机配备的两种发动机提供标准的发动机接口界面，从而使 787飞机能够随时配备任一制造商的发动机，不存在不兼容的问题。波音787的发动机其函道比约为10，而之前发动机的函道比约为5。成倍增加的函道比，让787发动机的社区噪声更低，油耗显著减少。更低的排放与油耗，能降低787运营商的成本，减少飞机对环境的影响。
由于采用了大量复合材料降低了飞机重量、创新的流线型机翼设计以及新型的发动机，这些将使波音 787比目前同类飞机节省20%的燃油消耗，此外波音787除了让中型飞机尺寸与大型飞机航程的实现结合，也将以0.85倍音速飞行，这也使其点对点远程不经停直飞能力得以更好的体现。
波音787机身截面形状采用双圆弧形，顶部空间也进行了优化设计，可为乘客提供更宽敞的空间。在乘坐舒适性方面波音787将增大客舱湿度，还将降低其客舱气压高度，这样客舱环境更湿润，乘客会感到更舒适。机上娱乐、因特网接入将更为完善.
787设计中融合先进的空气动力学技术，显著提升飞机性能并降低运营成本。先进的空气动力学技术包括平滑机翼技术与在放襟翼时下垂的扰流板。除机翼采用超临界机翼之外，其余增加气动力的设计还有流线机头与鲨鱼鳍式翼端与尾翼，估计这些设计约可增加5％的气动力效率。这些技术进步能降低阻力、提高效率并减少油耗。787空气动力学技术，能让787的巡航速度达到0.85马赫，与波音747和777相当，这与现时速度最快的民用客机速度相同。
787通过精巧的设计创造了保持层流型短舱部分长度之最，其结果是阻力降低，飞机每年的油耗最多可减少30,000加仑。
787采用了简单的枢轴后缘襟翼，其襟翼导轨整流罩比传统飞机的要小得多。得益于这一特性，787获得了降低油耗与成本的、高效的升阻比性能。此外，简单的枢轴后缘需要更少的零部件，维修也随之减少，但这种更轻、更简单的高升力系统的性能丝毫不受影响。
巡航中后缘装置可变曲度控制，能在巡航中优化机翼形态，在枢轴后缘装置与下垂扰流板技术的基础上，这种可变曲度控制技术才得以实现。在巡航飞行中，机翼后缘上下调节，持续优化翼型和效率，将油耗降低。☆客舱环境
航空旅行的相关调查揭示了对乘客飞行体验产生负面影响的各种症状与抱怨。调查结果直接影响了787系统的设计，使787的设计能营造更宜人的客舱环境，如更平稳的飞行、更低的座舱高度、更清新的空气以及更安静的客舱。提升整体的乘客飞行体验。
·空气更清新
与当前的民用飞机相比，除了装备当前飞机使用的、用于消除细菌、病毒与真菌的高效空气粒子 (HEPA)过滤器之外，787系统中还额外引入了一种新型气体过滤系统，用以去除异味、刺激物与气态污染物。这样能减少乘客头疼、头昏，以及因干燥引起的咽喉刺激与眼部刺激，787客舱的空气将更清新。
·更低的座舱压力高度
787的客舱最高压力高度为6,000呎，而不是其它飞机的8,000呎。高压氧舱试验表明，置身于压力高度为6,000呎的787客舱还能让乘客的血液多吸收8%的氧气，从而减少头疼与头昏，疲劳感减轻。铝制飞机因材料疲劳或重量原因而无法实现 6,000呎的压力高度。787复合材料机身不会疲劳，因此，既能应对更低高度的座舱压力，又不对重量产生影响。
·更高的客舱空气湿度
787的客舱更高的客舱空气湿度，以提升乘客舒适度。787客舱可比金属机身飞机中的空气湿度更高，且与载客率的大小无关。787的复合材料机身不会随着湿度的增加更易腐蚀。
·更平稳的飞行787装备了垂直阵风抑制系统 ，能感知湍流并指挥机翼操纵面应对湍流，从而大幅提高飞行的平稳性。平稳的飞行对令乘客感觉更舒适。
·灯光设计
787客舱内以发光二极管（LED）提供照明，取代传统使用的荧光管。营造出头顶即是天空的感觉，天空特色的舱顶一直贯穿整个客舱，机组还可以在飞行中控制天空特色舱顶的亮度和颜色。需要时，乘务员可以为乘客提供白天的感觉，而当乘客需要休息时，舱顶则可模拟夜色。机舱以重复的大弧度拱形结构、动态照明以及飞行中可以由乘客调整透明度的电子遮光帘为特色，并利用可以变幻色彩及明亮度的LED数组营造出仿真「天空」的天花板效果。
·舷窗设计
787的舷窗舷窗设计增大一倍，窗的位置亦更高，所以无论坐在飞机的什么位置，乘客都能看到地平线。窗中则以「液晶体」调较机舱的光暗，减少窗外射入的眩光及维持透明。
