El A330 MRTT se basa en el último éxito de la familia de aviones Airbus "big twin" (birreactores grandes) de control electrónico. La enorme capacidad básica del tanque de combustible de los A330-200 estándar implica que no harán falta tanques adicionales para poder operar como cisterna en vuelo, superando con creces a sus competidores.
El A330 MRTT puede ir equipado con una combinación de manguera y embudo en alas y/o fuselaje y/o el avanzado sistema de reabastecimiento de combustible en vuelo mediante pértiga (ARBS, Advanced Refuelling Boom System) de EADS CASA. La pértiga se controla desde una consola localizada en la cabina, que también dispone de provisión para un sistema de planificación de misiones.
Al no necesitar tanques de combustible auxiliares, toda la bodega de carga del A330 MRTT está disponible para su uso, pudiendo incorporar contenedores LD3, LD6, palets militares o cualquier otro tipo de dispositivo de carga utilizado en la actualidad.
El A330 MRTT está siendo evaluado para misiones de transporte/cisterna en todo el mundo. En concreto el A330 MRTT ha ganado en los cuatro últimos concursos internacionales con contratos firmados por los gobiernos de Australia, Arabia Saudí y los Emiratos Árabes. El Ministerio de Defensa británico firmó un contrato de reabastecimiento aéreo por 27 años con el consorcio Air Tanker de EADS. El Pentágono estadounidense y las fuerzas aéres de ese país seleccionaron el KC 45A, basado también en el A 330 MRTT, como avión de reabastecimiento en el aire para las fuerzas armadas estadounidenses.