图-126是以图-114型民航机为基础改装而成的一种空中预警飞机，图-126于1960年开始设计，1962年开始试飞，20世纪60年代末交付使用。由苏联图波列夫没计局设计制造。
该机动力装置为4台NR-12MV涡轮螺旋桨发动机，单台最大功率11033千瓦，各驱动一副直径5.6米的共轴反转螺旋桨。翼展51.2米，机长55.2米，雷达天线罩直径11米，雷达天线罩厚度1.9米。
最大起飞总重170000千克。最大平飞速度850千米/小时，巡航速度780千米/小时，执勤巡航高度6000米，实用升限11000米。执勤点离起飞机场1000千米时执勤持续时间9小时；执勤点离起飞机场2000千米时执勤持续时间6小时。
主要机载设备除预警雷达系统外有：SRO-2M敌我识别器，SIRENA-3护尾雷达，RSB-70／R-837高频电台，R-831／RSIV-5甚高频／超高频电台，ARL-5数据链，有源、无源电子对抗设备，惯性导航系统、近距导航系统。
该机在机头加装了空中加油受油管，尾部装有腹鳍，机身上装在直径11米的旋转雷达天线罩。所用雷达采用延迟线固定目标对消技术，具有有限的下视能力，作用距离为370千米。