X-43A 與 X-30 不僅在外形上十分相似，而且發動機方案也都是採用機身一體化的超音速燃燒衝壓發動機。X-43A 的前機體設計成能產生激波的形狀，以對進入超音速燃燒衝壓發動機進氣道（安裝在機體下方）的空氣進行壓縮。X-43A 試驗飛機擁有先進的扁平小巧的機身，機身長 3.6 米，翼展 1.5 米，重量約為 1 噸。由於 X-43A 採用的是高超音速衝壓發動機，其燃料為飛機上攜帶的液態氫，助燃劑（氧化劑）為空氣中的氧，因而需要藉助 B-52 載機和助推火箭飛入空中。
2001 年 6 月，X-43A 在第一次試飛中由於助推火箭偏離航線並出現翻滾被控制人員在空中緊急自毀。這次慘重的失敗，讓 X-43A 的試驗計畫大大延遲。直到 2004 年 3 月 27 日，X-43A 才開始了第二次試飛。B-52 載機在離太平洋海面大約 12,000 米的空域投下了“包裹”著 X-43A 的助推火箭，隨後助推火箭迅速爬升至 28,500 米的高空。這時，X-43A 從火箭中分離出來，依靠自身的超音速燃燒衝壓發動機工作了大約 10 秒鐘，最高速度達到 8,000 公里/小時，相當於 7 馬赫，已經超過了使用火箭動力的 X-15A-2 試驗機創造的 6.72 馬赫。這之後，X-43A 發動機停轉，並在空中自由滑翔飛行約 6 分鐘後，按預定計畫墜入加利福尼亞州附近的太平洋海域。X-43A 的試飛成功具有劃時代的意義，由於不象使用火箭發動機的飛行器那樣必須攜帶所有的燃料和助燃劑，採用高超音速衝壓發動機的飛行器不僅能夠減小自身體積，還能夠提高飛行器有效載荷量。如在軍事套用中，與 X-43A 類似的飛行器將能攜帶更大重量的打擊武器，其小巧的體積也讓敵方防不勝防。
X-43B 將於 2010 年以前試飛，與 X-43A 不同它將採用渦輪發動機和吸氣超音速燃燒衝壓發動機的組合動力。這種新穎的組合動力可以自動調整使用那種推動力以使飛行達到最佳速度：當飛機的速度只有兩倍音速左右時，飛機藉助渦扇噴氣發動機前進，這同普通飛機沒有兩樣；當飛機在以高超音速飛行時（5 至 15 馬赫），它就開始利用吸氣超音速燃燒衝壓發動機推進。X-43C 則用來驗證裝有超音速燃燒衝壓發動機的飛行器從 5 馬赫加速到 7 馬赫時的自由飛行性能和超音速燃燒衝壓負電荷的性能，其採用的發動機具有普通衝壓發動機和超音速衝壓發動機的兩種工作模式，預計將於 2008 年進行試飛。X-43D 的研製工作也在進行中，它將裝備一種冷卻氫氣燃料的雙模式超音速衝壓噴氣發動機，可將 X-43D 的速度增加至 15 馬赫。
