歼-20表面平滑，毫无赘物。为减少飞机的外形开口，歼-20的维护口盖很少，其起落架舱的开口采用了锯齿形边缘设计，舱盖较大，而且巧妙地将起落架舱和检修窗口合二为一。另外，尽管主弹舱约有美国F-22“猛禽”战斗机的两倍大，但设置在机身腹部，这样也有利于飞机的隐身。
最新的歼20采用了和F-35一样的带内置加强筋的一体式座舱盖。
歼-20是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战斗机。该机采用了“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。大三角翼安装在进气道上边缘。主翼带有下反角，可以增加滚转速度、提高飞机的敏捷性。大舵效的全动垂尾可提供足够的航向操纵力矩，进而提供较大的滚转速率。
其气动设计采用了“涡升力”技术。在主翼前面，利用边条翼、鸭翼产生强大涡流，可以大幅增加主翼升力，获得更好的机动性能。其内载武器可以消除外挂武器和机体之间的互反射效应，还可以大幅降低飞行阻力。
歼-20采用了外倾的全动双垂尾设计，配合利用“涡升力”，可降低由于涡流强度的提高对垂直尾翼造成的影响，提高飞机的纵向稳定性。歼-20的腹鳍也可以增加大迎角情况下飞机的纵向稳定性。
歼-20与F-22一样，采用了整体座舱盖，保证飞行员有一个良好的视野。该型使用了综合射频管理系统，搭载的相控阵雷达还具有电子对抗、数据链等多种用途，加之先进、完善的大屏幕液晶信息显示系统，可以向飞行员提供近实时的战场态势感知，并提供空战战术的辅助决策。再配合头盔上的显示系统，智能化操作程度更高，极大地提高了飞机的近距格斗能力。
另外，同苏-57和F-22相比，歼-20机长与机身横截面的比值增加了20%，这种设计可在速度不太高的超音速飞行时提高空气动力利用率，并加强飞机的载弹能力和燃料携带量。飞机的较大内置弹仓可携带多种空对空导弹、空舰导弹和空地导弹，使得它具有强大的攻击力和全方位打击能力。
