Конвертоплан «Оспри» выполняется по нормальной «самолетной» аэродинамической схеме с высокорасположенным прямым крылом, на концах которого расположены поворотные гондолы двигателей с жесткими трехлопастными винтами переменного шага диаметром 11,58 м, Н-образным хвостовым оперением (стабилизатор с рулями высоты и два киля с рулями направления) и трехопорным убирающимся шасси с передней опорой (по два колеса на каждой опоре). В фюзеляже располагается кабина экипажа и грузовая кабина, снабженная кормовой рампой, в которой могут размещаться 24 десантника с личным вооружением, или различные военные и другие грузы, или 12 раненых на носилках в сопровождении четырех медработников. Экипаж «Оспри» – три человека (два пилота и командир десантников). Катапультирование экипажа на конвертоплане не предусмотрено, поэтому кресла членов экипажа рассчитаны на аварийную посадку с перегрузкой до 26 g. В варианте MV-22B для морской пехоты в целях уменьшения габаритов машины при базировании на кораблях крыло и винты конвертоплана выполнены складывающимися (складывание крыла и винтов занимает не более 90 с).
С целью уменьшения массы машины, а также для повышения надежности и живучести планер конвертоплана более чем на 40% выполнен из различных композиционных материалов.
Силовая установка включает в себя два турбовинтовых двигателя AE1107C компании «Роллс Ройс Аллисон» (Rolls-Royce Allison) мощностью по 6150 л.с. Двигатели соединяются между собой специальным валом, проложенным в крыле, который обеспечивает при отказе одного двигателя передачу мощности от оставшегося исправного двигателя на второй винт. Тем самым достигается возможность безопасного завершения полета с одним работающим двигателем.
Гидравлическая система поворота гондол двигателей имеет трехкратное резервирование. Поскольку из-за большого диаметра воздушных винтов посадка конвертоплана «по-самолетному» невозможна, в случае отказа гидропривода системы поворота мотогондол двигателей в режиме «самолет» специальный механизм обеспечивает перевод двигателей в режим полета «по-вертолетному».