KC-135空中加油机共有10个机身油箱(位于前后机身和机尾上),1个中央翼油箱,每个机翼上还各有1个主油箱和一个备用油箱。最大载油量118.11千升,可供加油量60.2千升。KC-135可以给各种性能不同的飞机加油,在加油时排除了让受油机降低高度及速度的麻烦,既提高了加油安全性,也提高了受油机执行任务的效率。
它采用伸缩套管式空中加油系统,加油作业的调节距离为5.8米,可以在上下53度和横向30度的空间范围内活动。它可以同时给几架战斗机进行加油。当它仅用一个油箱加油时,每分钟可加油1.514千升。前后油箱同时使用时,每分钟可以加油3.028千升。KC-135的机组共4人:正、副驾驶,领航员及加油操纵员。加油操纵员的任务是完成加油机与受油机之间的联络、对接及控制加油量的工作。