歼-10采用近距耦合鸭式气动布局，具备很好的瞬时盘旋能力。该机使用大推重比的涡扇发动机，提供强劲动力，确保其持续机动性能。航电系统达到第四代战斗机标准，配备全波形脉冲多普勒雷达，具有良好的下视下射能力，配合中距空空导弹，能够进行超视距空战，综合作战能力达到同代飞机的先进水平。据专家介绍，歼-10搭载的导弹也非常先进，能够实现先敌发现、先敌跟踪和先敌射击。
歼-10成功研制后，陆续推出双座型歼-10S以及歼-10A/B/C等改进型号。其中，歼-10B进行了较大改进，最显著的特点是采用了蚌式进气道，并对机头部分进行了修型，使其外形更加流畅美观。这种进气道设计不仅减轻了结构重量，还大幅降低了前向雷达信号特征，提高了隐身能力。此外，歼-10B还全面升级了航电系统，增强了打击的突然性和隐蔽性，也提升了探测隐身目标的能力。
歼-10C在歼-10B基础上进一步升级航电系统，装备了更先进的有源相控阵雷达，探测距离和抗干扰能力大幅提升，达到了同时期战机的先进水平。歼-10系列搭载的机载武器也在不断升级，如近距离格斗导弹从“霹雳-8”升级到采用红外成像制导的“霹雳-10”，加上种类丰富的空对地弹药，使歼-10成为既能参与空中格斗又能执行对地对海攻击任务的多用途战斗机，甚至可以压制敌方防空系统。
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