但幻影4000并不是幻影2000簡單的放大，兩者之間有值得注意的差異。除了雙發和單發的區別外，幻影4000還在進氣道兩側增加了一對固定式前翼而非幻影2000的小型條板翼，它們可以有效改善高迎角條件下的氣流并使飛機獲得更大的機動性（這個成果顯然幫助了幻影2000的后期改進型，幻影2000-5就采用了固定鴨翼）。
幻影4000在設計和制造中采用了有限元計算法、計算機輔助設計制造、碳纖維復合材料、電傳操縱飛行控制系統、放寬靜穩定度等新技術。放寬靜不穩定性，加上優良的電傳飛控系統這使它具備了比它的小兄弟幻影2000更優良的機動性。幻影4000在研制階段廣泛采用了計算機輔助設計（當時，這項計劃剛剛開始被運用于幻影4000航空領域），它被設計成很容易在前線機場維修和維護。
幻影4000的機身采用半硬殼式結構。門型制動片位于機身兩側進氣口，機翼前緣上方。起落架由Messier-Hispano-Bugatti公司提供，鼻輪為雙輪，主輪為單輪式。兩側進氣道裝有半圓錐型進氣道調節錐。飛機的機身、舵、升降副翼、機翼、垂直尾翼、固定前翼都廣泛運用了硼和碳纖維復合材料。而且，幻影4000是世界上第一架采用全復合材料、內置油箱式垂尾的戰斗機。其垂尾由碳纖維復合材料制成，有內藏式油箱，加上機身和機翼內的油箱，幻影4000的燃油攜帶量是幻影2000的三倍。加上其具備空中加油能力，作戰半徑比其他幻影家族的飛機都要大的多。由此帶來的任務彈性也是重型制空戰斗機與輕型多用途戰斗機之間的重要區別。達索本以為這個特質可以打動法國國防部，使法國空軍建立起與美國空軍相似的高-低搭配的作戰模式（也就是說仿照美國空軍以F-15戰斗機執行奪取制空權的任務，加上數量更大的F-16戰斗機輔助作戰并執行對地攻擊等其他任務），將幻影4000與幻影2000搭配使用。但很顯然，法國空軍沒有認同馬塞爾·達索的理念。
幻影4000安裝的兩臺M-53系列的發動機可以提供超過1的推重比（無外掛情況下）——這在當時同級別戰機中是幻影2000(前）和幻影4000(后）原型機比較[3]最高的，如果它能正式服役的話，其性能堪與F-15和蘇-27戰斗機相比。
幻影4000的座艙采用氣泡型設計，擁有無可比擬的優良視野。座艙內安裝了馬丁·貝克MK10彈射座椅，同樣的座椅也安裝的幻影2000上。
幻影4000擁有7個武器外掛點，最大外掛武器攜載量超過8噸，機頭還為2門德發30毫米機炮留出了位置。幻影4000的機械系統和電子設備都采用了幻影2000的相同裝備。液壓系統來自Messier-Hispano-Bugatti公司，壓力值為280巴（4000磅/平方英寸）。它由4個先進的液壓泵驅動，采用了輕量的鈦合金管道。幻影4000還裝備了2臺Auxilec發電機。在座艙后部就是1臺透伯梅卡公司的燃氣渦輪。
幻影4000原型機飛機上沒有安裝雷達，但是它的機鼻整流罩直徑擴大了，這使它可以安裝功率更大的雷達天線。可能采用的雷達是和幻影2000一樣的由湯姆遜-CSF公司提供的RDM脈沖多普勒雷達，但是雷達天線直徑制造材料上幻影4000與幻影2000基本相同[3]可達到80厘米（31.5英寸）。RDM多功能多普勒雷達由湯姆遜-CSF無線電公司研制，1983年開始裝備幻影2000戰斗機的對地攻擊型。RDM雷達由頭錐組件（包括8個LRU)、整流罩和外殼組件、控制板和連續波照射器等部分組成。RDM雷達工作狀態有空對空、空對地和空對海3種狀態。在空對空狀態又分為高空和低空兩種分狀態。采用倒置卡塞格倫天線。執行截擊任務的機型可使用更先進的RDI脈沖多普勒火力控制雷達，該雷達為X波段，同樣由湯姆遜-CSF無線電公司研制。該雷達可以配合超級馬特拉-530D中距空空導彈使用。工作狀態包括空空：全高度搜索、邊掃邊跟、遠距離連續跟蹤、導彈制導、自動鎖定（近距格斗）、敵我識別。空地：地圖測繪、地形回避、等高線測繪、空地測距、多普勒波束銳化等。
幻影4000的其他航電設備包括1個數字式自動駕駛儀、多模式顯示器、1套薩杰姆公司（該公司民用電子設備分部現在正與中國波導公司合作，生產波導手機）的Uliss-52慣性導航系統、1臺克魯澤特80型大氣數據計算機、1臺湯姆遜-CSF VE-130 HUD和1套數字化自動武器發射系統。
基本數據
翼展12.00米
機長18.70米
機翼面積73.00米2
主輪距 4.36米
前主輪距6.90米
重量及載荷
總重（機內滿油，無外掛）17000～18000千克
最大外掛重量 8000千克
作戰重量 16100千克
作戰翼載荷2.16千牛/米2(220千克/米2)
裝兩臺SNECMA公司的M53渦輪風扇發動機
推力 2×64.3千牛（2×6500千克）
加力推力 2×95.1千牛（2×9700千克）
機內總油量是“幻影”2000的3倍
性能數據
最大平飛速度（高空）約M2.3
持續最大平飛速度 約M2.2
進場著陸速度 260千米/小時
最大爬升率（海平面）18300米/分
爬升時間（到15000米，速度M2)3分
實用升限 20000米
最大作戰半徑（帶副油箱和偵察設備艙） 1850千米
武器系統
主要武器為2門30毫米“德發”（DEFA)機炮，有11個外掛點，制空時可掛空戰用中距和近距空空導彈；對地攻擊時可掛各種炸彈、空地導彈、和火箭彈等，也可掛偵察吊艙，最大外掛載荷8000公斤。
