弗吉尼亚级核潜艇是美国海军首艘针对大洋和近海而研发的核动力潜艇。弗吉尼亚级核潜艇的出现主要为了取代洛杉矶级潜艇，它的设计应用很多创新。作为美国海军最新的水下作战平台，它是潜艇方面隐身、情报搜集和武器系统集大成者。
弗吉尼亚级核潜艇最显著的特性当属光电桅杆系统，它使用一对压力壳外的大型的光纤光学感应器取代传统的潜望镜，其中每个高分辨率摄像机都有红外线激光侦搜器和夜视强化功能，搭载整合式电子支援阵列，能将所有信息通过光纤传输到潜艇内的控制中心。
此外弗吉尼亚级核潜艇的推进方式采用单轴前钻子泵喷推进器，潜艇的排水量达到7800吨。其动力系统为通用电气S9G 压水核子动力炉，蒸汽涡轮能提供4万马力动力。弗吉尼亚级核潜艇水上吃水9.8米，最大潜深大于450米，自持力能达到70天，潜艇能容纳134人。武器系统为8具533mm鱼雷发射管，设计携带27枚MK-48型鱼雷。还能携带12具BGM-109战斧巡航导弹。
大约有4000个供应商参与了弗吉尼亚级核潜艇，每打造一艘预计耗费约900万个工时。每艘潜艇在约33年的服役期能进行14~15次部署。
该潜艇采用模块化桅杆，其中包括高速卫星通信天线杆，主要由雷神公司负责制造，它的下行链路使用超高频，上行链路使用甚高频进行通信。此外还有搭载AN / BPS-16搜索和导航雷达，电子战桅杆用来检测识别分析船只、飞机、潜艇等目标。弗吉尼亚级核潜艇还应用了改进型声呐系统，其声呐阵列具备“开放式系统架构”。包括BQQ-10弓装式球形主动 / 被动声纳阵列、宽口径轻型光纤声纳阵列、低成本共形阵列（LCCA）高频声纳等。它还拥有一款高能激光武器。可以说是武装到了牙齿。弗吉尼亚级核潜艇预计服役至2060~2070年间