P-51战斗机布局没有特别之处，但采用先进的层流翼型，高度简洁的机身设计，合理的机内设备布局，这使它的气动阻力大大下降，并且在尺寸和重量与同类飞机相当的情况下，载油量增加了3倍。这使它的航程达到1370千米，足以掩护B-17轰炸机进行最远距离的攻击。
早期虽然在动力上只能采取和P-40相同的仅搭配一级增压器的亚利森液冷发动机，但相较于P-40，该机以更先进的进气配置与总体布局使冷却和空气动力效率大为提高，并纳入层流翼设计进一步强化高速性能。之后改装搭配有二级二速的机械增压器的英国梅林发动机，使其高空性能突飞猛进，北美公司还针对新发动机带来的问题逐一修改，进一步提升其飞行性能。
该机起落架的轮距适中，在整备不良的地面降落时较以往的同级战斗机来得稳定，在地面滑行时具备一定程度安定性的同时亦有理想的操控性，所以获得必须经常在战地机场上起降的前线飞行员们好评。 美军二战时期主力战斗机无论是液冷或气冷发动机都倾向采用涡轮增压器以强化高空性能的方针，但P-51由于非美军内定机种，设计初期无法取得涡轮增压器配额；故早期野马（P-51A、A-36A）采用与P-40相同、仅搭配一级一速机械增压器的亚利森V-1710液冷发动机作为动力来源。当飞行高度超过12000英呎之后，输出功率下降很快，使得高空性能不佳。
1942年，北美航空公司和英国劳斯莱斯公司合作，将P-51的发动机改装成由英国劳斯莱斯公司授权美国派卡德公司生产的的梅林发动机（V-1650）。该发动机装有两级两速的机械增压器，充分改善15000英呎以上的功率输出，P-51B/C/D战斗机使用该型发动机。
经过这项杂交，P-51“野马”战斗机的性能得到很大提高，其高空最大速度由原型机的614千米提高到709千米。 野马在不同型号中采用过不同的武器装备：
NA-73构型的P-51（美式称呼） 或“野马Mk.I”（英式称呼） 采用4挺12.7mm勃朗宁重机枪及4挺7.62mm勃朗宁轻机枪。NA-83构型的P-51采用2挺12.7毫米重机枪及4挺7.62毫米轻机枪。英国皇家空军的NA-91构型“野马Mk.IA”部份采用过4门20毫米希斯潘诺机炮。NA-87/ NA-97构型的A-36A为俯冲轰炸机型，有6挺12.7毫米重机枪。机鼻下方两挺，左右两翼各两挺。NA-99构型的P-51A取消了A-36独特的机鼻下方机枪，故只有4挺12.7毫米重机枪。美国陆航的P-51B/C亦采用4挺12.7毫米重机枪。（此时期的野马型号因弹链供弹角度设计问题，经常卡弹。此问题在D型之后解决）。 二战时期，Mustang I 多用于低空侦察任务并配属给英国空军陆地协作司令部，并在飞行员座椅后的左侧座舱玻璃倾斜安装了一台照相机，右侧对应水平安装了一台照相机。
2010年，美国空军重新购置100架P-51战斗机，从美军拟装备的战机性能来看，所购买的P-51战斗机均经过一定的改装，成为“新野马”。其中机载设备使用先进的综合显示器；安装了自动驾驶仪和卫星导航系统等。
图册参考资料
