Ту-22М3 имеет длину 42,46 м и максимальный размах крыла 34,28 м. Максимальный взлетный вес 126 т, максимальная скорость полета на высоте 2300 км/ч. Дальность полета 7 тыс. км (боевой радиус действия 1850 км на сверхзвуковой и 2400 км на дозвуковой скорости). Практический потолок 14 км. Экипаж четыре человека (командир, второй пилот и два штурмана-оператора).
Вооружение: две-три ракеты большой дальности Х-22 (с обычным или ядерным зарядами), или десять ракет малой дальности Х-15, или 12 т бомбовой нагрузки. На самолете также имеется авиационная пушка ГШ-23Л.Ту-22М3 из состава 185-го гвардейского тяжелого бомбардировочного авиаполка в 1988-1989 годах принимали участие в афганской войне, нанося бомбовые удары по позициям моджахедов и прикрывая вывод 40-й армии. Самолет также применялся в Чечне.
Всего на Казанском авиационно-производственном объединении с 1978 по 1993 годы построено 268 Ту-22МЗ. В настоящее время на вооружении ВВС РФ находится более 70 самолетов Ту-22М3, в авиации ВМФ — около 60, на хранении — до 30. Самолеты этого типа никогда не экспортировались (после распада СССР 30 Ту-22М3/Р остались на Украине). В настоящее время Минобороны России по просьбе Минобороны Индии рассматривает возможность передачи Дели в лизинг четырех Ту-22М3 за $180-200 млн.