การออกแบบยานอวกาศมีพื้นฐานมาจากเชื้อสายที่สืบย้อนไปถึงยานอวกาศ CONTOUR และ TIMED ซึ่งทั้งคู่สร้างโดย Applied Physics Laboratory ที่มหาวิทยาลัย Johns Hopkins นอกจากชุดเครื่องมือวิทยาศาสตร์แล้ว New Horizons ยังมีเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกรังสีไอโซโทปทรงกระบอก (อะไหล่จากภารกิจ Cassini) ที่ให้กำลังไฟประมาณ 250 วัตต์เมื่อเปิดตัว ยานสำรวจ (ลดลงเหลือ 200 วัตต์เมื่อพบดาวพลูโต) หลังจากถึงวงโคจรโลกเริ่มต้นที่ประมาณ 105 × 130 ไมล์ (167 × 213 กิโลเมตร) ยานเซนทอร์ชั้นบนยิง (เป็นครั้งที่สอง) เป็นเวลาเก้านาทีเพื่อเพิ่มน้ำหนักบรรทุกไปยังวงโคจรรูปวงรีที่ทอดยาวไปถึงแถบดาวเคราะห์น้อย