Không giống như các máy bay chiến đấu không người lái MQ-1 Predator và MQ-9 Reaper (Predator B) trước đó, Avenger được trang bị động cơ turbofan, cấu hình thiết kế của UAV được ứng dụng công nghệ tàng hình, có các tính năng đặc trưng như khoang vũ khí trong thân, ống xả hình chữ S giảm nhiệt và radar.
Chiếc Avenger được trang các loại vũ khí tương tự như MQ-9, lắp đăt radar khẩu độ tổng hợp Lynx, hệ thống kính ngắm quang điện tử EOTS tương tự như hệ thống trang bị cho máy bay chiến đấu F-35 Lightning II, được gọi là Hệ thống trinh sát ngắm bắn mục tiêu khó phát hiện (Embedded Reconnaissance Targeting - ALERT). Máy bay không người lái General Atomics Avenger sử dụng chung hệ thống cơ sở hạ tầng hỗ trợ mặt đất tương tự như UAV chiến đấu MQ-1 và MQ-9, bao gồm trạm điều khiển mặt đất và các mạng truyền thông hiện có.
Chuyến bay đầu tiên của nguyên mẫu UAV chiến đấu Avenger được tiến hành ngày 04.04.2009 tại Cơ sở thực hiện bay thử nghiệm Gray Butte thuộc hãng General Atomics trong khu vực thành phố Palmdale, bang California. Chiếc UAV cất cánh và hạ cánh không có bất kỳ vấn đề kỹ thuật nào, đồng thời cũng sẵn sàng tiếp tục bay sau khi được tiếp liệu. Các chuyến bay tiếp theo được thực hiện thành công vào ngày 13 – 14.04.2017.
Nguyên mẫu UAV thử nghiệm Avenger thứ 2 thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 12.01.2012, hoàn thành tất cả các mục tiêu kỹ chiến thuật đặt ra, sau đó thiết kế của nguyên mẫu thứ nhất Avenger được tinh chỉnh đạt đến khả năng hoạt động hoàn hảo. Nguyên mẫu thứ Tail 2 có thân dài hơn bốn feet (1,2 m), có thể mang theo tải trọng hữu ích lớn hơn và nhiều nhiên liệu hơn. Nguyên mẫu Avenger lớn hơn này có khả năng mang tải trọng lên đến 3,500 pounds (1.600 kg) vũ khí bên trong cùng các giá treo vũ khí trên cánh lên cánh. Nguyên mẫu Tail 3 và Tail 4, theo thông tin sơ bộ ban đầu, cất cánh vào cuối năm 2012 và 2013.
Ông Chris Pehrson, giám đốc phát triển chiến lược của General Atomics Aeronautical Systems nói với Flightglobal cho biết:
Cho đến lúc này, chiếc General Atomics Avenger vẫn chưa có được chỗ đứng chắn chắn trong lực lượng không quân Mỹ, do vấn đề cắt giảm ngân sách quốc phòng. Lầu Năm Góc có kế hoạch tiếp tục sử dụng MQ-9 cho đến năm 2035 hoặc 2045.
Một số những ưu điểm của Avenger hiện đang trở thành vấn đề khó khăn đối với chiếc UAV tàng hình này. UAV Avenger được trang bị động cơ phản lực turbofan của Pratt & Whitney PW545B và có thể bay với tốc độ 350-400kts so với tốc độ 200 km của Reaper MQ-9.
Tuy nhiên, tốc độ bay cao làm gia tăng chi phí, giảm thời gian hoạt động. Theo quảng cáo ban đầu, máy bay có thể bay liên tục 18 giờ, ít hơn nhiều so với 27 giờ đối với MQ-9 sử dụng động cơ tuabin cánh quạt Honeywell TPE331. Điều đó hiện nay không phù hợp với những gì mà không quân chiến đấu Mỹ đang thực hiện trên các chiến trường khu vực Trung Đông.
Nếu chiếc máy bay cất cánh, nó có thể di chuyển rất nhanh đến khu vực chiến trường, nhưng không thể bay vòng quanh trên khu vực chiến trường đến 24 giờ hoặc hơn. Avenger thiết kế chủ yếu với hỏa lực mạnh và và công nghệ tàng hình cao cấp, sứ mệnh của Avenger là đối phó với những mục tiêu khó khăn hơn, ví dụ như các tổ hợp tên lửa phòng không S-300, S-400 của Nga hoặc các mục tiêu được bảo vệ vững chắc.
Ông Pehrson cho rằng, nguyên mẫu Avenger có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn là các nhiệm vụ theo dõi giám sát và tấn công thông thường, hoặc các hoạt động ám sát như đã thực hiện ở Afganistan và Syria.
Trong tương lai, Avenger có thể được trang bị các loại vũ khí tiên tiến hơn, bao gồm cả vũ khí laser công suất lớn, có đủ khả năng tiêu diệt các đầu đạn tên lửa.
Nêu so sánh với F-35 và F-22 thì đây một chiếc máy bay không phi công, không đắt tiền nhưng có thể mang theo vũ khí với số lượng lớn, khó phát hiện hơn và có cấp độ sống còn cao hơn so với MQ-9, có đủ công suất và tải trọng để mang theo nhiều loại thiết bị nặng và các loại cảm biến khác nhau. Avenger được trang bị radar và thiết bị ngắm bắn tiên tiến, kết nối vào datalink chiến thuật, do đó một phi đoàn nhiều máy bay Avenger có thể thực hiện dễ dàng các nhiệm vụ khó khăn mà không cần thiết phải sử dụng các máy bay thế hệ 5 siêu hiện đại.
Một hoặc nhiều UAV, sử dụng hệ thống mạng chiến thuật dạng NET có thể tham gia chiến đấu cùng các máy bay tiêm kích tàng hình như Lockheed Martin F-35 và F-22. Chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ khó khăn như tấn công các tổ hợp tên lửa phòng không hiện đại như S-300, S-400 của Nga. UAV này cũng có thể mở đường cho các máy bay tiêm kích hiện đại tấn công các mục tiêu quan trọng hơn, có ý nghĩa to lớn về chiến dịch, chiến lược như sân bay, hải cảng quân sự và các mục tiêu then chốt khác.
Theo Chris Pehrson, General Atomics Avenger trong tương lai sẽ được thử nghiệm lắp đặt vũ khí laser và nâng cấp, cải tiến động cơ để có thể bay nhanh hơn hoặc lâu hơn trên chiến trường. Trong tương lai không xa, dự kiến đến sau năm 2020, nguyên mẫu UAV Avenger sẽ được trang bị các vũ khí tiên tiến, bao gồm cả laser để có thể thực hiện các nhiệm vụ cao cấp hơn, trở thành một thành phần quan trọng trong tác chiến đường không hiện đại chống lại các đối thủ tiềm năng có nền công nghiệp quốc phòng hiện đại như Nga, Trung Quốc.