Incluso desde la mesa de dibujo, se concibió que el A-10 Thunderbolt II sería el mejor avión CAS que la Fuerza Aérea podía tener en ese momento. El programa de investigación que finalmente concibió el A-10 (el programa Attack-Experimental (AX) iniciado en 1966) requirió que cada propuesta de diseño incluyera un cañón giratorio de 30 mm para derrotar a los tanques soviéticos. El ganador de esta competencia fue Fairchild Republic, con su prototipo Y-10A, luego redesignado como A-10, y ese cañón fue posteriormente designado GAU-8 Avenger.
Además de su cañón de 3.900 disparos por minuto que anula el blindaje, el A-10 puede transportar 16.000 libras de artillería mixta a través de 11 puntos fijos colocados debajo de las alas y el fuselaje. El A-10 está propulsado por un par de turbofan General Electric TF34-GE-100 que están montados de forma única en lo alto de la cola para evitar la ingestión de escombros cuando opera desde aeródromos básicos con pistas cortas y sin pavimentar.
Dado que un ataque terrestre necesita poca velocidad supersónica, el A-10 navega bastante lentamente a unos 360 nudos, lo que lo hace extremadamente vulnerable al fuego antiaéreo. Para que sea más fácil de sobrevivir, el avión está diseñado con sistemas de vuelo redundantes y, en particular, una «bañera» de titanio construida alrededor del piloto para protegerlo del fuego de armas pequeñas y de los fragmentos de las municiones que explotan. Su durabilidad, combinada con su temible potencia de fuego, ha convertido al A-10 en el favorito de los comandantes para misiones CAS desde su vuelo inaugural en entornos sin mucho fuego antiaéreo.