苏-35战斗机由于结构和燃油量增加，最大起飞重量达到34.5吨，原始设计采用的是AL-31FM型涡扇发动机动力不足，于改用AL--31F发动机的衍生型号117S涡扇发动机，和AL--31F发动机相比，风扇直径增加3%，推力提高16%，寿命提升了2.7倍，采用先进的SDU-D数字控制系统，换装后的苏-35战斗机最大推重比达1.75，在5000米和11000米的高度上未开加力就略微超过音速，油门推到加力状态轻松地超越了苏-27战斗机的极限速度，采用矢量喷管的1175发动机动力充盈，通过使用15°最大偏转角度的矢量推力弥补了鸭翼的优点，过失速机动能力远超目前现役各种飞机，可以轻松地改变飞行方向和做出诡异的过失速机动，零空速也可以凭推力矢量转向，这种超机动能力可以迅速降低飞行速度，增强了空中格斗和躲避攻击的能力。
苏-35战斗机采用了全新的玻璃化座舱和数字化线传操纵系统，特别是第克霍米洛夫研究所研制的“雪豹”一E型X波段无源相控阵雷达，直径达900毫米，能进行正负60度扇区的高低和水平扫描，这种雷达有个独到的双轴液压驱动万向节上，能使相控阵天线方位角提高60度，总的方位角覆盖范围达到240度，比固定安装的有源相控阵雷达还要大50%，这个设计有效地减小了雷达盲区，雷达对反射截面积为3平方米的F-16战斗机探测距离达到了400千米，对雷达反射截面积为0.1平方米的F-35战斗机探测距离达到90千米，对雷达反射截面积为0.01平方米的F-22战斗机探测距离达到90千米，在边扫描边跟踪的模式下可同时截获和跟踪30个目标。