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在超音速民航的熱浪尚未褪去的60年代，波音是把波音747作為超音速客機全面取代亞音速客機前的過渡來設計的。波音747作為客機的成功和長壽是波音始料未及的，所以波音最初是把波音747按貨機設計的，這樣日后亞音速客機不再有市場時，可以容易地轉為貨機，運載剛開始流行的航空集裝箱。
起初，波音是把波音747當作超音速客機之前的過渡，真正的主力是這個波音2707
波音2707的氣動設計還改過好幾次，這是早期的變后掠翼方案
另一方面，波音707前的波音377是最后的螺旋槳波音客機，泛美是主要用戶。波音377不能算太成功，也就不溫不火的樣子，只生產了56架就停產了。同期同級的洛克希德“星座”則生產了856架。但特里普對波音377的豪華和雙層客艙印象深刻，堅持波音747不僅客艙要寬大，還需要雙層。這正好和波音要波音747便于日后轉型為貨機的心思一碰即和。
CX-HLS的機首球錐本來就是一個可以整體向上掀起的艏門，這是天然的貨機胚子。用作客機時，當然就簡化成固定的機首球錐了。為了保持貨艙的暢通和完整，駕駛艙依然保持在“二層樓”，形成波音747特有的“駝背”形狀。
胡安·特里普對波音377的豪華印象深刻，這是下艙，由于安全規(guī)定，不能坐人，只作豪華休息室使用。不做休息室使用的時候，也可作為行李或者貨艙使用
到了波音747時代，胡安·特里普堅持要雙層，還是由于安全規(guī)定，上層在很長時間里只能用作頭等艙的休息室，不能載客?，F在已經沒有這個問題了
波音747是第一個采用雙走廊的客機，這以后成為寬體客機的標志
CX-HLS的可上翻機頭錐保留了，正好便于貨機裝卸；作為客機時，簡化成固定的機頭錐
CX-HLS是軍用運輸機，自然是上單翼，翼吊發(fā)動機既便于維修和對機翼卸載，又離地有一點距離，不至于在起飛著陸時吸進砂石。機身的多輪起落架減輕對地面的壓力，有利于在野戰(zhàn)機場起落。但作為民航客機，波音747要采用輕得多的前三點起落架，必須改成下單翼。下單翼也可以遮蔽一點發(fā)動機噪聲，改善機艙內的舒適性。下單翼離地面近，還可以利用一點地面效應，增加起飛時的升力。但上單翼改下單翼可不是把機翼搬一個地方那么簡單，波音最后基本上全新設計了機翼，只是在設計原理和制造技術層面上可以和CX-HLS共享。機尾也完全重新設計，把軍用運輸機的“鴨尾巴”形機尾改成客機常見的錐形，降低阻力。但這樣一改，CX-HLS也頂多只剩下影子了。
為了大大增加每排的座位數和減少旅客上下飛機的不便，波音從一開始就打算采用雙走廊，雙走廊日后成為所謂“寬機身”客機的標志。波音原先打算直接用CX-HLS的機身，全長雙層，上層7座雙走廊，下層8座雙走廊，但這難以滿足FAA對緊急疏散的規(guī)定，最后只好放棄上層，而加寬下層到9座雙走廊，最終進一步加寬到3+4+3的10座雙走廊。幾十年后，A380的雙層設計也遇到緊急疏散的問題，但技術畢竟進步了，最后解決了這個問題。
波音保留了上層的駕駛艙，不過在一開始，對駕駛艙后半到底干什么用沒有底。由于緊急疏散的要求，這里不能載客，所以開始時，這里只是用于頭等艙的酒吧。
FAA要求任何客機的所有旅客必須在90秒內全部安全地疏散離機。波音招集了560名志愿者，但第一次試驗時，用了兩分半鐘才疏散完畢，一些參試人員還在混亂中受了傷。后續(xù)試驗總算達到90秒的要求，但有更多的人受傷。更糟糕的是，上層的旅客是身穿吊帶用滑輪放下來的，很不實用。緊急疏散的問題用了很久才解決，增加緊急疏散口，改善疏散路線，上下層之間不用盤旋樓梯，改用加寬的直樓梯，這些措施最終解決了緊急疏散問題，此后上層逐步加長，直到波音747-400的時候，上層接近全長的一半。
波音在設計中首創(chuàng)了故障樹（Fault Tree）方法，確保單一系統(tǒng)或者部件故障不至于導致全面故障。設計中還大量采用了冗余系統(tǒng)，四臺發(fā)動機分別驅動四余度操縱系統(tǒng)中的一套，所有控制面都分段，保證有足夠的備用，這些措施極大地提高了系統(tǒng)可靠性。先進增升裝置的大量采用更使得波音747可以在標準長度的跑道上起落，兩兩成對的主起落架在只有對角的兩組還能工作時也能安全著陸。
但波音747設計中，最大的問題還是來自發(fā)動機。如果用波音707或B-52上用的渦噴發(fā)動機，波音747至少需要8臺發(fā)動機，系統(tǒng)的復雜性和油耗都受不了。特里普對C-5上用的通用電氣TF39大流量比渦扇發(fā)動機的低油耗、大推力非常感興趣，但通用電氣正忙于將TF39和C-5整合，沒有多余的精力來顧及波音的需求，以TF39為基礎的CF6要到很多年以后才可供波音747使用，羅爾斯·羅伊斯的RB211和后來的Trent系列是更后來的事了。
由于通用電氣的產能不足以同時滿足C-5和波音747，普拉特-惠特尼趁虛而入，奉上JT-9，但這個發(fā)動機可靠性問題多多，差點壞了波音的大事
在CX-HLS的發(fā)動機竟標中落選的普拉特·惠特尼乘虛而入，奉上與TF39同級的JT-9D。問題在于JT-9D是全新的發(fā)動機，直到波音747樣機制成還沒有試飛過。TF39也是全新的發(fā)動機，但空軍對技術風險的承受能力和認證要求與民航完全不同，這個差別最終給波音747計劃帶來了極大的風險，波音為此幾乎砸鍋，不過這是后話。
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