A330MRTT是在A330-200基础上研制的，采用了目前所能应用的各种现代技术，总体性能更加先进，空中加油能力更加全面。
A330-200最大的优势是有超大容量的载油能力。由于飞机的尺寸大，A330 MRTT机翼内油箱的最大载油量达到了111吨，比英国空军现役的“三星”加油机多25%，比KC-767A加油机还多50%以上，因此无需增加任何附加油箱，仅仅安装必要的管路系统和控制设备即可具备充足的空中加油能力。
A330MRTT的超燃油容量，同时还能够实现更远的航程、更长的续航时间，有利于为更多的作战飞机空中加油。
A330MRTT可以在飞行4000千米期间，为6架战斗机空中加油，并运输43吨货物，或者可以在飞行1850千米、预定空域巡航2小时期间，为作战飞机加注68吨燃油。
A330MRTT也将有软管式和硬管式两种不同方式加油系统可供选择，可以分别安装一根伸缩套管或者两个机翼吊舱，也可以将两个机翼吊舱与机身中部下方的软管套锥系统或者机身尾部的伸缩套管系统分别组合。
A330MRTT在保持加油机构型情况下，有更突出的载客运货能力，最多可以运载285名乘客。机舱内可以装6个223.5厘米×274.3厘米的北约标准货盘，加上2个LD3集装箱。单纯民用货物装载可以是28个LD3集装箱或者8个243.8厘米×317.5厘米的货盘加上2个LD3集装箱。
按照英国空军的使用要求，A330MRTT将安装有软管套锥式空中加油系统，包括2个Mk32-905E型机翼吊舱和1个机身加油部件。
针对澳大利亚空军的不同要求，A330MRTT将不仅装有为战斗机加油用的软管套锥加油系统，还将装有为轰炸机和运输机加油用的伸缩套管加油系统。这样，澳大利亚空军将成为装有硬管式加油系统的A330MRTT的启动用户。
近两年，EADS自筹9千多万美元用于研制A330 MRTT的空中加油伸缩套管，已经取得重大进展。
A330MRTT座舱内有一个空中加油操作员的位置，位于驾驶员和副驾驶员的后面。A330MRTT的主要改进为安装有即插即用的军用航空电子设备、军用通信设备和防御设备，以便当飞机从事商业用途时，各种军用系统可以暂时拆除，而乘客舱和货物舱均不会改变。
2004年，A330MRTT在澳大利亚竞争价值20亿美元的换装现役加油运输机的竞争中战胜波音公司的KC-767方案。今年7月初，法国武器采办局宣布也将采购数架A330MRTT。目前A330 MRTT为基础的KC-330方案正在与波音竞争与美国空军加油机替换计划。
