驾驶舱和设备舱采用通风冷却。飞行员借专用的空气喷头提供的冷却空气降温，风挡由导流环喷出的空气冷却。虽然舱内温度仍较高，但飞行员认为可以接受，只是必须带手套才能工作。

冷却系统的设计功率为18~24千瓦。从发动机压气机引出的700℃的空气，通过进气道内的空气-空气热交换器、燃油系统的热交换器（用耐高温燃油T-6作热沉）和空气-蒸气热交换器（蒸发水-甲醇混合液）后，至设备舱入口处时温度已降为-20℃，从而使舱内工作温度保持在50~70℃。

米格-25的气动布局与以前的米格式飞机的传统风格有较大差别，采用中等后掠上单翼、两侧进气、双发、双垂尾布局型式。这是该设计局与苏联中央空气流体动力学研究院共同的研究成果。

机翼的后掠角为42°，下反角5°，相对厚度4%，展弦比3.2，翼面积61.9米2。翼面积满足在20,000米高空作巡航飞行的要求，而小展弦比和中等后掠角则为了保证机翼的刚度。原型机的机翼原来无下反，试飞后发现机翼有严重上反效应，遂改用5°下反角。由于布局方案的尾臂很短，为保证航向稳定性采用双垂尾和尾部腹鳍。经过试飞多次修改后，加大了垂尾面积，减小了腹鳍，克服了原尾腹鳍过大对着陆的不利影响。

飞机采用矩形二元进气道，用水平调节斜板进行调节。这是米格式飞机首次采用两侧进气布局，但尚未解决在土质跑道上起降时外物进入的问题。