歼16装备自动电子扫描有源相控阵雷达（AESA），具有与多目标作战的能力，并可以识别出目标的相关资料。据称，这一项目是中国独立创新设计、开发制造先进战机，在技术上超过苏-34，甚至是最终赶上美国的一个重要步骤。
歼16的电光瞄准系统（EOTS），这是一个高性能的、轻型多功能系统。它包括一个第3代凝视型前视红外（FLIR）。FLIR可以在更远的防区外距离上对目标进行精确的探测和识别。EOTS还具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示；测距和激光点跟踪功能。
该型战机的研发主要是配备给空军，用于加强利用反舰导弹打击水面舰只的能力。与歼轰-7比较歼-16的机体更大，最大载弹量12吨，可以发射鹰击12、鹰击62、鹰击83空舰导弹，霹雳10、霹雳13、霹雳12空空导弹。该机装备中国产的涡扇-10“太行”发动机，其性能与美国F-15E战斗轰炸机相当。
歼16与F-15E相比，挂载能力各有所长。F15E机身两侧的保形油箱，每个有三个前后排列的重载挂架，能挂大量炸弹，但因为每侧翼下仅有一个重载挂架，大型导弹却挂不了多少；而歼16翼下挂架多，机身下纵向空间充裕，很适合挂载导弹，一共是12个武器外挂点。
机载弹药
歼-16有两种武器至关重要，一个是隐身防区外弹药布撒系统，随着预警机和作战飞机的雷达升级为有源相控阵，攻击机凭借低空突防可能也很难对对方纵深目标进行打击了，所以就需要隐身防区外弹药布撒系统，这也是为什么新世纪这种武器成为空地武器发展热点的主要原因，在2012年珠海航展中国曾经展出过无动和的天雷隐身防区外弹药布撒系统，它在无动力投放条件下的打击距离可以达到120公里，如果配备发动机，那么可以超过200公里，那么歼-16可以在对方防区范围之外，发射隐身防区外弹药布撒系统对其重要目标进行打击。
