Meski disebut kotak hitam, namun warnanya sebenarnya hampir sama dengan warna jembatan Golden Gate yang terkenal di San Francisco. Corak warnanya adalah oranye, yang dimaksudkan untuk membedakannya secara gampang dengan objek di sekitarnya. Jika warna Golden Gate lebih kelam, maka warna kotak hitam adalah oranye yang lebih terang.

Kotak hitam terdiri atas dua bagian: flight data recorder (FDR) dan cockpit voice recorder (CVR). Keduanya wajib bagi semua pesawat komersil dan pesawat pribadi, dan biasanya terletak di ekor pesawat. Tujuannya, agar kemungkinan besar kotak hitam ini utuh meski terjadi kecelakaan. FDR merekam kecepatan, ketinggian, akselerasi vertikal dan penggunaan bahan bakar. Dahulu masih menggunakan sistem kabel untuk merekam data, kini kotak hitam sudah menggunakan sistem solid-state memory boards.

Penemunya adalah Dr David Warren, seorang warga Australia. Ayah Warren meninggal dalam kecelakaan pesawat di tahun 1934. Saat itu, usia Warren masih 9 tahun. Di Tahun 1950-an Warren menemukan ide untuk menciptakan alat yang bisa merekam data penerbangan dan pembicaraan di cockpit. Ia menulis catatan untuk Aeronautical Research Centre di Melbourne yang disebut sebagai "Peralatan untuk Membantu Investigasi Kecelakaan Pesawat". Di tahun1956, Dr Warren menciptakan prototipe flight recorder yang disebut "ARL Flight Memory Unit". Penemuannya tidak banyak mendapat perhatian hingga hingga tahun kemudian, saat alat tersebut diproduksi di Inggris dan Amerika. Namun, Australia menjadi negara pertama di dunia yang mewajibkan penggunaan perangkat kotak hitam di pesawat.

Sebenarnya, istilah kotak hitam hanyalah istilah favorit media. Sebab, para pakar tak menyebutnya demikian. Sejumlah teori menyebutkan asal-usul penggunaan istilah kotak hitam, mulai dari desain awalnya yang konon memang berwarna hitam hingga penggambaran pertama kalinya yang dilakukan seorang wartawan yang begitu kagum dengan alat ini dan menyebutkan, "Wah, ini kotak hitam yang luar biasa".

Perekam digital memiliki kapasitas cukup untuk merekam 25 jam data penerbangan, namun hanya dua jam suara di cockpit yang disimpan secara otomatis. Alat-alat CVR merekam pembicaraan kru satu sama lain serta pembicaraan dengan menara pengawas, serta suara-suara lain di latar belakang.

Kotak hitam dilengkapi dengan alat lokator bawah air yang secara otomatis mengirim transmisi begitu menyentuh air. Hanya bisa berfungsi hingga kedalaman air 4 km, dan mengirim sinyal sekali setiap detik selama periode 30 hari sebelum baterainya habis. Dalam pencarian kotak hitam pesawat Air France 447, dibutuhkan waktu dua tahun untuk menemukan dan mengangkat kotak hitam itu dari dasar laut.

Alat FDR biasanya dibalut dua kali dengan titanium atau baja. Bagian penting yang berisi memory boards telah diujicobakan dengan berbagai cara untuk menguji ketahanannya. Termasuk percobaan menghancurkannya dengan api bersuhu 1.100 dejarat Celcius.

Pasca peristiwa pesawat MH370 ini, kalangan pakar menyarankan perlunya memperbarui metode koleksi data penerbangan. Dalam industri penerbangan saat ini, para penumpang bisa mengirim SMS, menjelajah internet selama penerbangan, namun komunikasi alat perekam data penerbangan tidak terhubung secara langsung (live) ke pihak terkait. Salah satu kendalanya adalah adanya kebutuhan terhadap bandwith dalam jumlah besar untuk mengirim data penerbangan dalam jumlah besar pula.