机体
歼-31采用正常布局，机身两侧布置DSI进气道，中等后掠角、后缘前掠的小展弦比机翼，两台发动机中间装有中型尾椎，两个蝶形垂尾向外倾斜。从侧前方看，310验证机与F-22战斗机较为相似。但从俯视图看，310的机身明显短粗，更类似执行攻击任务的F-35战斗机，只是采用双发布局；从侧面看，310的机身厚度单薄很多，因此机身容积远低于F-35，考虑到该机采用双发布局，因此机内电子设备舱、弹舱和燃油舱的体积会更小。
主翼
歼-31机翼呈梯形，装有与机翼近乎等长度的前、后缘襟翼，与F-35A战斗机相似，和F-22、歼-20相比少2个副翼。副翼能够提供更大的滚转力矩，从而增强飞机的滚转性能。但是设置单独的副翼会增加重量、提高造价，而F-35A在美军中执行的是对地攻击任务，对空战性能要求较低，因此取消了副翼。310作为第五代战斗机验证机，对机动性应该有较高要求，因此取消副翼十分奇怪。主翼的厚度较薄，属于针对超音速优化的小展弦比中等后掠角薄翼型方案。
该机机翼相对面积较小，与F-22超过78平方米的巨大机翼相比，其较小的机翼对盘旋性能有较大的影响，同时巡航状态的升阻比较差，影响航程，但减少超音速阻力会有一定优势。
机翼后缘安装有全翼展单块襟翼，而没有使用襟翼-副翼分离的设计，襟翼打开角度较大，这主要是针对短距离起降和航母使用，全翼展大幅襟翼可以使得着舰-起飞速度降低约10节。
平尾
歼-31平尾采用了和主翼类似的设计，平尾前缘和主翼前缘，平尾后缘和主翼后缘相互平行，这主要是为了减少雷达波散射的强波束方向。平尾安装位置较为靠后，平尾后缘在发动机喷管之后，可以提高配平力矩。
