Палубный истребитель F4F-4 — цельнометаллический свободнонесущий моноплан с убирающимся шасси и закрытой кабиной.

Положение крыла относительно фюзеляжа — среднее. Форма его в плане — трапециевидная, с небольшим закруглением законцовок. Аэродинамический профиль — NACA 230. Конструктивно крыло состояло из центроплана, изготовляемого вместе с фюзеляжем, и двух консолей. Силовой набор крыла включал два лонжерона, набор нервюр и стрингеров. В центроплане лонжероны стояли под углом к лонжеронам консолей. Обшивка — из алюминиевого сплава «алклед», несущая, гладкая, приклёпанная впотай.

К заднему лонжерону крепились закрылки и элероны. Закрылки — цельнометаллические, с гидроприводом. Элероны имели металлический каркас и полотняную обтяжку. На левом элероне монтировался триммер, на правом — флеттнер. Под левым крылом находилась Г-образная трубка ПВД.

При хранении на авианосце крыло могло для уменьшения габаритов складываться. Разъединение проходило по ломаной линии; привод механизма складывания — ручной, с помощью съёмной рукоятки. Гнёзда для неё находились под передней кромкой центроплана. В откинутом положении консоли поворачивались и уходили назад, укладываясь вдоль бортов фюзеляжа. Для фиксации их присоединяли к передней кромке стабилизатора.

Фюзеляж выполнялся в передней части как полумонокок, в задней — как монокок круглого сечения. Силовой набор состоял из шпангоутов L-образного сечения и стрингеров Z-образного профиля. Обшивка — несущая, гладкая, с потайной клёпкой. Силовые шпангоуты стояли в плоскостях присоединения лонжеронов центроплана. Передний из них был выполнен как сплошная противопожарная перегородка с мембраной из нержавеющей стали. Задний силовой шпангоут имел развитие вверх, образуя противопереворотный пилон, защищающий лётчика при капотировании. За пилоном контур кабины продолжался гаргротом, переходящим в форкиль. Гаргрот и форкиль — несъёмные, изготовлялись зацело с фюзеляжем. Хвостовая же часть последнего — отъёмная, выполненная вместе с килем как один узел. В плоскости стыка частей фюзеляжа имелась сплошная перегородка.

Компоновка фюзеляжа — классическая для одномоторной машины. В передней части фюзеляжа — мотоустановка, далее за противопожарной перегородкой отсек, где размещались маслобак и основные стойки шасси. За этим отсеком — пилотская кабина. Лётчик в «Уайлдкэте» сидел очень высоко, что обеспечивало хороший обзор. Он размещался в кресле, склёпанном из штампованных частей, в нижней части которого находилась чашка под парашют. Положение кресла регулировалось под рост пилота. На противопереворотном пилоне закреплялся мягкий подголовник. Кабину закрывал фонарь с остеклением из плексигласа. Фонарь состоял из неподвижного козырька и сдвигающейся назад по направляющим секции. На каркасе козырька внутри монтировалось зеркало заднего вида. Под полом кабины размещался основной бензобак. Пол имел по бокам проёмы, через которые лётчик мог смотреть вниз сквозь окна в бортах. Дополнительный бак и различное оборудование находились в задней части фюзеляжа. Там же насквозь была пропущена труба для подъёма хвоста самолёта.

Оперение — традиционной схемы, с килем, изготовленным совместно с хвостовой секцией фюзеляжа. Свободнонесущий цельнометаллический стабилизатор состоял из двух частей, прикрепляемых к килю. Все рули имели роговую компенсацию, дюралюминиевый каркас и полотняную обтяжку; на них устанавливались триммеры.

Основная стойка шасси в выпущенном положении.

Основные стойки шасси в полёте убирались в фюзеляж. Полуось с каждой стороны соединялась со сложной системой стоек и подкосов. В одну из стоек был вмонтирован масляно-воздушный амортизатор. На полуоси крепилось колесо с гидравлическими тормозами, с наружной стороны его на ступицу надевался слегка выпуклый колпак. Привод механизма уборки-выпуска шасси — ручной, с цепной передачей. Ручка находилась в кабине пилота. При уборке конструкция совершала сложное движение, поворачиваясь и втягиваясь одновременно. Стойка и подкосы полностью уходили в фюзеляж и закрывались щитком снизу. Колесо тоже укладывалось в нишу на борту, но щитками не закрывалось.

Хвостовое колесо — неубирающееся, свободно ориентирующееся, снабжённое воздушно-масляной амортизацией.

На F4F-4 стоял 14-цилиндровый двухрядный звездообразный мотор воздушного охлаждения Пратт-Уитни R-1830-86 «Туин Уосп». Двигатель оснащался редуктором и двухступенчатым двухскоростным приводным нагнетателем. Он размещался на подмоторной раме из стальных труб и закрывался кольцевым капотом типа NACA. На заднем крае капота имелись регулирующие поток воздуха створки. Воздухозаборник карбюратора располагался в верхней части переднего кольца капота. Смесь после выхода из нагнетателя охлаждалась в интеркулере, две секции которого находились под капотом. Выхлоп осуществлялся в коллектор с двумя выходными патрубками внизу.

Винт — трёхлопастной металлический, ВИШ-автомат «Кэртис электрик» с электроуправлением шагом. Диаметр — 3,14 м (по другим данным — 2,97 м). На корневую часть лопастей надевались муфты с другим профилем, улучшающие обдув цилиндров мотора.

Металлический маслобак находился за двигателем сверху, между стойками моторамы. Заправочная горловина — сверху, с левой стороны. Масло охлаждалось в двух цилиндрических сотовых радиаторах, смонтированных под корневой частью крыла в обтекателях.

Бензин хранился в двух протектированных баках в фюзеляже; их общая ёмкость — 545 л. Основной бак располагался под полом пилотской кабины, резервный — на том же уровне дальше к хвосту. Заправочные горловины обоих — на левом борту. На самолётах поздних серий предусматривалась подвеска двух сбрасываемых баков по 220 л под корневой частью крыла.

Приборная доска F4F-4.

Крыло в сложенном положении.

Управление самолётом от ручки и педалей в кабине пилота по мягкой схеме — тросами и качалками.

На машине монтировался комплект палубного оборудования — захваты для катапульты и выдвигающийся посадочный гак в хвостовом коке фюзеляжа.

Электросистема запитывалась от генератора на моторе и аккумулятора, устанавливавшегося в фюзеляже за кабиной пилота. Истребитель имел внутреннее освещение, комплект навигационных и строевых огней, сигнальную фару в передней кромке левого крыла и посадочную фару, выпускавшуюся из нижней поверхности правого крыла. Приёмник и передатчик радиостанции находились в задней части фюзеляжа. Они работали с проволочной антенной, натянутой между наклонённой вперёд мачтой на гаргроте и небольшой стойкой на вершине руля направления, и штыревой антенной на задней части гаргрота. Часть истребителей оснащалась комплектом СРО, блоки которого размещались рядом с радиостанцией, а антенны натягивались от фюзеляжа к концам стабилизатора.

Для полётов на больших высотах имелась кислородная система, состоявшая из баллона (за бронеспинкой кресла лётчика), дыхательного прибора и маски.

Съёмный бомбодержатель, устанавливавшийся под крылом.

Бронезащита состояла из плиты перед маслобаком, бронеспинки за креслом пилота и бронестекла, вмонтированного в козырёк фонаря.

F4F-4 был вооружён шестью 12,7-мм пулемётами M2 (скорострельность 750 выстр./мин), расположенными в консолях крыла. Питание — разъёмной лентой из патронных ящиков. Боезапас — по 240 патронов на ствол. Стреляные гильзы и звенья выбрасывались вниз через окна в нижней поверхности крыла, закрытые подпружиненными крышками. Было возможно ведение огня из двух или четырёх пулеметов или всех сразу. Прицел монтировался под козырьком пилотской кабины. Для контроля результатов боя мог использоваться фотокинопулемёт, находившийся в корневой части левого крыла.

Дополнительный бак ёмкостью 220 л и его подвеска под крылом.

Демонстрация выброса спасательной лодки из отсека в гаргроте и её надувание от баллона.

Под консолями могли устанавливаться бомбодержатели, рассчитанные на боеприпасы калибром до 113 кг.

В комплектацию самолёта входили набор инструмента, аптечка, ракетница с ракетами и одноместная надувная лодка Mk.IA. Последняя хранилась в отсеке гаргрота, крышка которого откидывалась.