俄罗斯参加叙利亚空中行动的最先进飞机是能同时打击地面和空中目标的第四代战斗轰炸机苏-34。它于2014年正式列装，但根据《军工信使》周报的资料，早在2008年对格鲁吉亚的战争中，它已经被用来对付格军雷达和防空系统。

　　叙利亚行动是俄军首次正式承认在战斗中使用苏-34。根据叙利亚航空博客的消息，俄罗斯拉塔基亚空军基地内发现了6架该型飞机。

　　苏-34的优势包括：低空高机动性、保护飞行员的钛合金座舱、现代化导航、瞄准设备和雷达。它的最大航速为每小时1900公里，不加油的最大航程为4500公里，升限超过1.4万米。12个挂弹点可携带最多8吨弹药。

　　俄军还在叙利亚行动中首次大规模使用无人机。国防部发言人伊戈尔·科纳申科夫表示，它们进行了全天候侦察。

　　国防部9月29日表示，国家无人机中心计划在年底前培训1100名以上使用无人机的专业人才。在叙利亚行动开始前，他们中的700人已经获得培训结业证书。

　　“海鹰”-10是俄罗斯最多的无人机之一。它从2010年开始使用，任务是侦察地面设施，包括在复杂气候条件下。2014年，乌克兰军队多次声称在反恐行动区上空击落了这种飞机。它可以在离控制站120公里内的范围使用，最大飞行时间为16小时。