蘇-33是俄羅斯海軍航空母艦裝備的主力艦載作戰飛機，在美國海軍的F-14戰鬥機退役 後，蘇-33將成為目前世界上裝備的惟一的一種重型艦載戰鬥機。作為俄羅斯海軍最先進的艦載作戰飛機，蘇-33竭力維護著實力已經嚴重萎縮的俄羅斯海軍航空兵最後的尊嚴。
在上世紀70年代，面對美國航空母艦戰鬥群咄咄逼人的進攻態勢，蘇聯海軍在國家與美國爭奪全球霸權的需求下，開始裝備“基輔”級中型航空母艦和“雅克”-38垂直起降戰鬥機，同時又提出了研製大型多用途航空母艦的計劃。新發展的航空母艦計劃裝備採用彈射起飛和攔阻著陸的艦載作戰飛機，併為此對“米格” -23戰鬥機進行了艦載化的改進。為了進一步提高海軍艦載作戰飛機的技術和戰術性能，蘇霍伊設計局在1973年提出了在研製中的T-10(蘇-27)的基礎上設計更為先進的艦載作戰飛機的計劃。
由於後來蘇聯在發展航空母艦彈射器的過程中遇到了很大的技術困難，短期內無法制造出可以實際應用的彈射器。在彈射器的研製進度嚴重落後於航空母艦艦體的建造進度的情況下，蘇聯海軍被迫在第1批生產的使用常規艦載機的航空母艦上取消了彈射器設計。蘇霍伊設計局根據技術條件發生的變化，開始研究蘇-27採用滑躍甲板起飛的可行性。在蘇-27生產型1981年4月首飛1年後的1982年，隨即開始用T-10-3原型機進行地面滑躍甲板起飛和攔阻著陸的試驗。
為了進行艦載機從滑躍甲板起飛的試驗，蘇聯在黑海克里木半島的新費得羅夫卡機場建設了被稱為“銀針”的地面模擬甲板試驗系統。“銀針”系統完全模擬航空母艦的甲板製造，由起飛滑躍甲板、“斯維特蘭娜”2攔阻系統和“電阻”無線電著艦引導系統組成。蘇-27上艦前的地面試驗工作都是通過“銀針”的地面模擬甲板試驗系統來完成。
1982年8月21日，米高揚設計局的“米格”-29K首飛成功，T-10-3在8月27號也從牽引系統上起飛成功，並於8月28號完成從滑躍甲板起飛的試驗。首飛的滑跑距離不超過230米，起飛時速達到了232千米，起飛重量為18200千克，如果遇到航空母艦上甲板風的作用，T-10-3可以在142米的距離內完成起飛。這時期的T-10-3與普通的蘇-27在外形上基本相同，當新生產的T-10-25號原型機在1984年開始投入試驗工作後，蘇-27艦載型的型號名稱也正式被確定為蘇-27K。
1983年，“庫茲涅佐夫”號航空母艦開始建造，T-10艦載機的試驗工作進一步加快。1986年開始正式使用帶前翼的 T-10-24和雙座型T-10-Y2進行工廠試驗。
T-10-24除了進行從滑躍甲板起飛的試驗外，還初步進行了彈射器的試驗，為後續採用彈射起飛方式進行了前期準備。在1989年9月“庫茲涅佐夫”號航空母艦開始試航前，蘇-27K已經基本上完成了全部的設計和試驗工作，並對飛機起飛、著艦、空中加油和機翼摺疊等技術進行了相當充分的試驗。1989年11月，蘇-27K首次在航空母艦上著艦，被命名為蘇-33型艦載戰鬥機。1993年開始交付的首批蘇-33艦載戰鬥機，組建了俄羅斯海軍第一支先進艦載機作戰部隊，使俄羅斯海軍首次具有了可以和美國海軍艦載機在質量和戰鬥力上相抗衡的海上空中作戰力量。
從預研到產品定型交付部隊，蘇俄用了20年的時間，十年後的今天，以蘇-33為基礎的艦載機改進仍在繼續，這從另一個方面體現了蘇／俄強大的國防工業科研和製造體系。
結構特點和重量
蘇-33的結構和蘇-27S基本相同，為了改善飛機的升力特性，提高短距離起飛性能，對蘇-33專門進行了改進設計。
該機的機身結構與蘇-27基本相同，都由前機身、中央翼和後機身組成。為了滿足艦載機採用攔阻方式著艦時所需要承受的5g縱向過載，對蘇-33機身主要承力結構進行了加強。前起落架支柱直接與機身主承力結構聯接，加強了前起落架的結構強度，並且改用了雙前輪。主起落架直接聯接在機身側面的尾樑上，通過加強的結構和液壓減振系統，使主起落架可以承受在艦上攔阻著陸時6～7米／秒的下沉率。尾鉤組件安裝在強化的中央桁樑上，為保證飛機在大迎角狀態下在艦上起、降的安全性，縮短了尾錐的長度，用電子設備代替了蘇-27尾錐中的減速傘，尾鉤連桿設置在尾錐的下方。
機翼部分改動比較大，蘇-33增加了主翼的面積，並且把蘇-27後緣半翼展的整體式襟副翼改為機翼內側的2塊雙開縫增升襟翼，在機翼靠近翼尖部分設置有副翼。通過增加的雙開縫增升襟翼，提高了蘇-33的機翼升力。在外翼內側的2塊雙開縫增升襟翼之間的位置上安裝有機翼摺疊機構，通過摺疊機構把外翼分為固定翼段和可摺疊機翼2部分，通過佈置在機翼摺疊機構開縫處後段的液壓做動筒控制機翼的打開和摺疊。
當初試驗時，採用與蘇-27相同氣動外形的T-10-3雖然可以在航空母艦上降落，但是由於加強飛機的結構和改進了防腐蝕措施，使飛機的結構重量比蘇-27增加了11%左右。這樣造成雖然T-10-3在航空母艦上的最大起飛重量有H噸，但除了飛機本身的重量外，燃料和彈藥的裝載重量只有4噸，這樣是根本無法進行作戰的。如果要提高有效負荷就必須增加滑跑距離。為了在航空母艦起飛甲板距離有限的情況下解決這個矛盾，必須採取相應的技術措施來提高蘇-27艦載型的整體升力。
蘇-33從後期的原型機開始就增加了可動的前翼結構，蘇-33新增加的前翼設計十分出色，前翼的偏轉角度為＋7°~-70°，只能同向偏轉而不能差動，前翼與主翼安裝在相同平面上。通過加裝的前翼和使用數字化電傳操縱系統，使蘇-33的縱向安定度放寬到15%平均氣動弦長，比蘇-27的5%有了很大程度的提高。小型的前翼與邊條共同作用可以形成一個可控渦系，提高飛機的俯仰操縱性能。通過增加的前翼形成的可控渦流的作用，把蘇-33的升力係數在蘇-275的基礎上又增加了近0.2(意味著短距起降能力有所提高)。
與瑞典“薩伯”-39以及類似的採用鴨式佈局的戰機相比，蘇-33的前翼設計並不具備鴨式佈局飛機的氣動特點，只能同向偏轉的前翼所起到的是可控邊條的作用。蘇-33的邊條翼面積較大，並且提高了翼身融合度。為了充分利用前翼和邊條共同作用所形成的有利於擾，蘇-33在設計中對前翼的位置和控制方式都進行了長時間的試驗。
蘇-33的垂直安定面高度比蘇-27略有增加，提高了飛機的方向安定性，使蘇-33在側風條件下的起降性能有所提高。水平尾翼佈置位置和結構與蘇-27相同，為了保證艦上使用對空間的限制，水平尾翼在與主翼摺疊處相同的位置也設置有摺疊機構，可以在艦上與主翼一起摺疊起來，主翼和尾翼摺疊後的寬度相同，減少了蘇-33在航空母艦甲板上所佔的面積，相應增加了甲板上的戰機容量。大家知道，受航母甲板面積的限制，不可能將全部戰機都停放在飛行甲板上，大部分戰機被停放在艦體內，一旦需要，這些停放在艦體內的戰機可通過升降機提升到飛行甲板，但這需要很長的時間。所以，對艦載機採用摺疊機翼可在甲板上儘可能多的佈置戰機數量，有利於緊急戰備情況下有更多的飛機能夠升空作戰。另外，必要時蘇-33的機頭雷達罩也可以進行摺疊。
航母甲板的起飛距離有限，因此對艦載機的發動機提出了更高的要求，蘇-33採用了和蘇-27相同的，在陸基使用的發動機的基礎上增加了推力，使蘇-33單臺發動機的最大加力推力達到12800千克。採取這些措施後，蘇-33在艦上起飛的最大重量達到26噸，最大有效載荷達到8000千克左右，地面起飛的最大重量達到33噸。
雖然相對而言，蘇-33的機動性能較好，但因為飛機結構重量的增加，蘇-33在飛行速度、升限和最大過載值上與蘇-27相比，均有所降低，尤其在垂直機動性上與蘇-27相比有一定的差距。但是通過數字式電傳系統的使用，蘇-33在飛行靈活性和水平面機動性能上有明顯的改善，綜合機動性能基本保持了蘇-27的性能水平。在目前裝備的艦載作戰飛機中，蘇-33的機動性能與法國的“陣風”M相當，超過了美國的F／A-18E／F。蘇-33裝備俄羅斯海軍航空母艦後，使俄羅斯海軍作戰飛機在性能上達到了可以對抗美國海軍艦載機的要求。
為了避免在航空母艦上使用時，海上高溼和鹽霧等環境對蘇-33的結構造成不利的影響，蘇-33在保持蘇-27良好的外場維護性能的同時，進一步對機上的結構進行了加固，蒙皮和口蓋也進行了以防腐蝕和防水為目的的改進設計，對飛機蒙皮接縫處進行了於涉鉚接，對機身表面的接口和口蓋進行塗膠密封。
機載雷達電子設備
蘇-33的雷達和主要電子系統與蘇-27基本相同，雷達採用了蘇-27的N001雷達的改進型，與蘇-27S使用的雷達相比，提高了雷達對水面目標的探測能力。與美國同類飛機裝備的雷達相比較，蘇-33採用的N001雷達對空作戰模式少，只具有簡單的對海作戰模式。在對空作戰中可以使用中距離空空導彈進行攔截作戰或者使用短距離導彈進行空中格鬥，在對海上目標作戰時可以控制Kh-41導彈對驅逐艦以上規格的水面目標進行攻擊。
蘇-33的光電探測裝置與蘇-27採用同樣的結構，因為機頭左側安裝了伸縮式空中加油管，蘇-33的光電探測裝置偏向右側。由光電二極管組成的紅外接收系統可以探測距離60千米內的尾後目標，對目標迎頭髮現距離不超過20千米。激光測距儀的最大有效作用距離為7千米。蘇-33上採用的頭盔瞄準具是通過頭盔上表面的紅外發光二極管和座艙內的光敏元件進行定位。
蘇33艦載機座艙
航母上停放的su33
瞄準具為單目簡單光環式，只能顯示簡單的瞄準和鎖定信號。機上紅外格鬥導彈導引頭可以隨動於頭盔瞄準具，採用頭盔瞄準具擴大了蘇-33在近距離格鬥時的導彈離軸發射範圍。為了適應海上無地標情況下的精確導航需要，蘇-33的導航控制系統比空軍裝備的蘇-27S要完善得多，採用了精度較高的組合式慣性導航系統。機上還增裝了與航空母艦配套的自動著艦引導裝置，通過這套裝置可以保證蘇-33在惡劣的氣候條件下，在自動引導裝置的引導下采用自動或者半自動的方式將飛機降落到航空母艦相應位置的一個直徑9米的著艦區內，自動引導裝置提高了蘇-33著艦的安全性和在惡劣條件下的全天候作戰能力。
蘇-33的電子對抗系統由SPO-15LM全向雷達告警接收機控制的主動於擾機和誘餌彈投放器組成。全向雷達告警接收機可在360°範圍內探測大部分頻率上的脈衝雷達和頻率捷變雷達，在座艙內顯示輻射信號的類型並且由飛行員控制投放誘餌彈，機上採用的主動干擾機和在機翼翼尖處外掛的主動式電子干擾吊艙，可用連續波或者脈衝的方式進行雜波干擾和地形反射干擾。如果在擔負伴隨干擾任務時，機翼下的掛點還可以掛裝吊艙式電磁干擾系統。
蘇-33座艙顯示系統比蘇-27有所改進，換裝了改進型的平視顯示器，可以顯示導航、瞄準、飛行姿態信息和雷達／紅外探測系統的信號。座艙內部的飛行儀表仍然是常規儀表，右上角的單色多功能顯示器可以顯示雷達和紅外系統得到的信號圖形。總體上看，蘇-33的顯示系統和人機工程設計方面與蘇-27相差不大。
在飛行控制系統和飛行性能方面，蘇-33採用了四餘度數字式電傳操縱系統代替蘇-27S上採用的模擬式系統。數字式電傳操縱系統和前翼的使用使蘇-33的敏捷性有所提高，飛機操縱更加輕巧靈活，解決了蘇-27模擬電傳系統中存在的滯後現象。這意味著，蘇-33的空戰能力較蘇-27大為提高。
蘇-33的雷達和紅外探測系統的型號與性能基本和蘇-27S類似，N001雷達在空軍蘇-27S型使用的同類系統基礎上提高了對海面目標的探測能力，對驅逐艦大小的目標應該具有200千米左右的探測距離，基本上能夠滿足使用 Kh-41超音速大型反艦導彈作戰的要求。從技術上來看，蘇-33的雷達與蘇-27的雷達在對空方面性能類似，在對地作戰能力上存在同樣的問題，對雜波干擾較強的地面目標進行探測的能力不足，可以認為蘇-33的雷達系統可以比較好地完成對空和對海作戰的仟務，但是對地面目標的探測和攻擊能力明顯不足。而在未來由海向陸的作戰模式下，提高對地探測和攻擊能力是蘇-33必須彌補的重要環節。
庫茲涅佐夫號航母上的蘇33機群
2007年8月，俄羅斯海軍表示包括蘇-33在內的多種艦載作戰飛機將重新開始執行艦艇起降任務。
2011年3月根據武裝力量總參謀部參謀長命令，俄羅斯海軍航空兵將從4月1日起成為空軍組成部分。海軍應在年底前向空軍移交海軍航空兵組成中的蘇-27戰鬥機，米格 -31截擊機，圖-22遠程超聲速轟炸機以及部分運輸機。海軍航空兵將保留伊爾-38和圖-142反潛飛機，別-12反潛水上飛機，以及蘇-33艦載戰鬥機和卡-27艦載直升機。在後蘇聯時期，海軍幾乎完全失去了自己的海上導彈載機。只有北方艦隊和太平洋艦隊擁有遠程反潛飛機，其數量是大約25架伊爾-38以及15架圖-142飛機。波羅的海艦隊沒有反潛飛機。黑海艦隊剩下4架老舊的別-12水上飛機，並且大多數反潛飛機將在2015年前到壽。在海軍的組成中有一艘“庫茲涅佐夫蘇聯海軍元帥”號航空母艦，這艘航空母艦的飛行聯隊在行軍時可由蘇-33艦載戰鬥機、蘇-25УТГ教練機，以及卡-27多用途艦載直升機和К-29武裝運輸直升機組成。以前曾報道過有關為海軍艦載航空兵採購26架米格-29К戰鬥機的計劃。除了海軍航空兵，戰略導彈部隊航空兵也將根據武裝力量總參謀部參謀長命令在4月1日前成為空軍組成部分。目前，戰略導彈部隊的航空裝備包括80多架飛機和直升機，其中包括所有類型米-8直升機，米-9直升機，安-26和安-72運輸機。戰略導彈部隊航空兵用於運送指揮人員和檢查組檢查部隊的戰備情況，運送戰鬥值班輪換替班人員，以及運輸武器元件和技術裝備。
折翼狀態下停放的蘇33
無掛載飛行的蘇33戰機
航母上起降試驗的蘇33戰機
折翼後蘇33通過升降臺從航母機庫提升至甲板
網絡上出現的中國新型戰艦，其外形與蘇33戰機極其相似，被認為是中國的艦載機。
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