Модуль состоит из герметичного корпуса, в форме цилиндра, снаружи которого размещены элементы микро-метеоритной защиты, системы стыковки и терморегулирования. В модуле поддерживается нормальное атмосферное давление. Он способен доставить на орбиту до 10 тонн груза. Рассчитан на 25 полётов в течение 10 лет. Герметичный корпус изготовлен из алюминия и имеет следующие основные характеристики:

• Длина  ~6,3 м. 
• Внешний диаметр  ~4,5 м.
• Внутренний диаметр ~4,2 м.
• Толщина стенок 3 мм.
• Масса без груза 4 760 кг.

После прилёта, модуль извлекается из шаттла и стыкуется с модулем «Юнити». Модуль «Леонардо» шесть раз летал к станции. После последнего полёта к станции в ноябре 2009 года, модуль был модифицирован с тем, чтобы он навсегда остался пристыкованным к станции. Он будет использоваться как дополнительное складское помещение в составе МКС.