伊尔-20电子侦察机外形与伊尔-18飞机相同,机长35.90米,机高10.17米,翼展37.42米,机翼面积140.00米2。动力装置为4台AI-20M涡轮螺旋桨发动机,单台功率3 169千瓦。最大起飞重量64 000千克,最大载重13 500千克,最大载油量23 600千克,最大速度675千米/时,侦察高度6 000~7 000米,最大航程(最大油量)6 500千米,续航时间12小时。乘员13~20人。加装了天线罩和天线。机身腹部装有一个长10.25米、宽3.20米、高1.15米的雷达罩,内装侧视雷达天线;前机身两侧各有一个长4.40米、高0.88米的整流罩,内装各种传感器及照相机;机身后腹部装有天线与天线罩。机上装备侧视雷达、照明设备、RP5N-3N航空雷达、NAS-1多普勒导航系统、电子侦察与干扰设备等