歼-10机长14.57米，翼展8.78米，机高：5.3米，后掠角50-52度，翼面积40平方米，垂尾面积8.4平方米，推力122千牛顿，高空的最大速度：2.0马赫，低空最大速度：1.2马赫（1473公里/小时），最大升限18000米，作战半径1300公里，最大航程2940公里，最大起飞重量19277公斤，载弹量7000公斤，推重比大于1.1。外挂11个（机身下5个，每侧翼下3个），外挂副油箱最大4100升（1500×2、1100×1）。详细数据请参见《未来战争论》。这些数据表明，歼-10除维持正常平飞外，还有足够的推力来满足执行各种机动动作的需要，使水平加速、爬升、盘旋等性能均有较大提升，甚至可以在空中格斗状态下毫不费力地垂直向上爬升。
歼-10是一种单发单垂尾10吨级轻型空中优势多用途战机，采用国际上新一代战机流行的机腹进气、双三角中单翼加三角前翼的近耦合鸭式气动布局，其优点是既能发挥三角翼飞机高空高速的优势，又通过前翼增加升力，保证中低空亚音速格斗的机动性并大幅缩短起降距离。
歼-10采用四重数位化线传飞控系统。使用四重系统而非三重系统的好处是可以允许战机在执行任务时出现两次故障。如果出现第二次故障，对于三重系统来说，将会出现好坏各一的局面，万一好的系统要向左转，坏的系统要向右飞，飞机将无所适从。但若是四重数位化线传飞控系统，好坏系统的比例仍是2比1，按照少数服从多数的原则，飞机仍可正常飞行。歼-10的多个独立翼面，若皆由四重数位化线传飞控系统控制，那么当这些控制面协调动作完成机身转向时，可以让飞机在没有俯仰、倾斜的状态下上下左右转换方向。不同时期生产的歼-10采用的雷达不同。初期采用国产脉冲多普勒JL-10雷达，搜索距离100千米～130千米，攻击距离80千米～90千米，可同时跟踪6个目标，并选定4个加以锁定摧毁；远期采用国产相控阵雷达或俄罗斯“甲虫”、“珍珠”雷达。详细情况请参见《未来战争论》。不同时期生产的歼-10先后采用了三种发动机：俄制AL-31F涡扇喷气发动机、AL-37推力矢量控制发动机和国产太行发动机。
歼-10空空武器包括霹雳-8、霹雳-11、霹雳-12等导弹；可使用包括激光导引炸弹在内的多种精确制导武器，如R-73、R-77等俄制空空导弹及C-801、Kh-41反舰导弹等。歼-10可以和歼-8Ⅱ、FC-1、苏-27SMK、苏-30及防空导弹系统高低搭配，构成大密度、大纵深、高中低空互为重叠的立体防空网。
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