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固定翼无人机由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成。
机翼的主要功能是产生升力，升力用来支持飞机在空中飞行，机翼也起到一定的稳定和操控作用。在机翼上一般安装有副翼，操纵副翼可使飞机滚转和转弯。机翼的形状、大小并不固定，根据不同的用途，机翼的形状、大小也各有不同。
机翼结构的基本要求：
①要有足够的强度和刚度。
②质量轻。
③机件连接方便。
④生存力强。
⑤成本低、维护方便。
机身的主要功用是装载各种设备，并将飞机的其他部件（机翼、尾翼及发动机等）连接成一个整体。
机身的一般要求：
①气动方面。从气动观点看，机身只产生阻力，不产生升力。因此应尽量减小尺寸，且外形为流线型。
②结构方面。要有良好的强度、刚度。
③使用方面。机身要有足够的可用容积放置设备、电池、舵机和油箱等，还要便于维修。
④经济性好。
尾翼是用来配平、稳定和操作固定翼无人机飞行的部件，通常包括垂直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）两部分。
水平尾翼由水平安定面和升降舵组成，通常情况下水平安定面是固定的，升降舵是可动的。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。方向舵用于控制飞机的横向运动，升降舵用于控制飞机的纵向运动。
尾翼的形状也是多种多样的，选择尾翼形状，首先要考虑的是能获得最大效能的空气动力，并在保证强度的前提下，尽量使结构简单、质量轻。
起落装置的作用是起飞、着陆滑跑、地面滑行和停放时用来支撑飞机。无人机的起落架大都由减震支柱和机轮组成。
起落架的主要作用是承受着陆与滑行时产生的能量，使飞机能在地面跑道上运动，便于起飞、着陆时的滑跑。
起落架可以分为前三点式和后三点式。这两种形式的起落架区别在于飞机重心的位置。选用前三点式起落架，飞机的重心处于主轮前、前轮后；选用后三点式起落架，飞机的重心处于主轮后、尾轮前。
无人机动力装置应用较广泛的有航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机及微型电动机。
航空活塞式发动机适用于低速、中低空及长航时无人机，飞机起飞质量较小；涡轮喷气发动机适用于飞行时间较短的中高空、高速无人机；涡轮轴发动机适用于中低空、低速短距、垂直起降无人机和倾转翼无人机；涡轮螺旋桨发动机适用于中高空、长航时无人机；涡轮风扇发动机适用于高空、长航时无人机和无人战斗机，飞机起飞质量可以很大，如“全球鹰”重达 11612 kg；微型电动机适用于微型无人机，飞机起飞质量可小于 0.1 kg。
目前民用领域主要适用无刷电动机和往复式活塞发动机。无刷电动机多用于多旋翼。
往复式活塞发动机是一种内燃机，由气缸、活塞、连杆、曲轴、机匣和汽化器等组成。它的工作原理是燃料与空气的混合气在气缸内爆燃，产生的高温、高压气体对活塞做功，推动活塞运动，并通过连杆带动曲轴转动，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴的转动带动螺旋桨旋转，驱动无人机飞行。整个工作过程包括吸气、压缩、做功和排气四个环节，不断循环往复地进行，使发动机连续运转。往复式活塞发动机分为二冲程和四冲程两种。
固定翼无人机除了以上提到的五个主要部分外，根据无人机操控和执行任务的需要，还装有各种通信设备、导航设备、安全设备等其他设备。