运载能力上，它最大起飞重量220吨，最大载重可达66吨，货舱容积约320立方米，尺寸为20米×4米×4米，可直接容纳99A主战坦克、重型防空导弹系统等大尺寸装备，也可一次性投送132名全副武装的伞兵。
航程方面，基础型满载航程超7800公里，换装国产涡扇-20发动机的运-20B航程进一步提升，可实现跨洲际飞行，短距起降性能优异，能在野战砂石跑道完成起降。
列装以来，它先后驰援武汉抗疫、赴汤加执行火山灾害救援、多次接运志愿军烈士遗骸归国，衍生出的运油-20等特种机型，彻底补齐了我国空军战略投送的核心短板。
