殲-16不僅擁有良好的氣動設計和機體結構，航電系統也達到世界先進水平。殲-16初期批次裝備了國產有源相控陣雷達（AESA），同時集成了對地、對海功能，與目前俄羅斯的蘇-30、日本F-15對比具備跨代優勢，已經超過了世界上大多數專業制空戰鬥機。後期批次的殲-16將換裝性能更先進的有源相控陣雷達，同時加強對空、對海的搜索能力，殲-16的探測能力無疑令人期待。
殲-16同時裝備了高性能電光瞄準系統（EOTS），該系統可以在防區外距離上對目標進行精確的探測和識別。在近距離對目標清晰成像、測距、跟蹤，並照射激光引導攻擊。從某種意義上來說，這是對機載雷達系統良好的補充。殲-16同時裝備了我國自主研發的WS-10A“太行”發動機，單臺最大加力推力高達135kN，對於我國的軍用航空發動機事業來說，WS-10A在殲-16生產的大批量使用顯然具有非同尋常的意義。
主要飛行性能數據：海平面最大平飛速度1800千米/小時，最大速度3200千米/小時，最大超音速巡航速度 m1.5，實用升限20000米，最大使用機動過載 10.0g，實用航程 3600千米，作戰半徑1500千米。
蘇-30MKK/殲-16被外界稱為“戰鬥轟炸機”，就是因為其不僅擁有優秀制空性能，同時也不失為一架重型“炸彈卡車”。蘇-30MKK的最恐怖之處在於其最大載彈量達到了12噸，相當於一架轟-6轟炸機。換裝了發動機、結構得到加強的殲-16的載彈量應當不會低於這個數字。殲-16至少擁有12個大/中型掛載點（部分掛載點可替換成幾個小型掛載點），其簡直是一架大航程的戰術轟炸機。此外，由於殲-16具備良好的飛行性能，可以不需要專門的護航飛機，獨立作戰能力較強。
武器裝備：一臺30mm機炮150發炮彈，機腹武器艙內掛裝8枚r-77pd中距空對空導彈，兩側武器艙各掛一枚pl-9近距格鬥導彈和6個外掛點 18，075 lb 彈藥，包括空空導彈pl-9/r-77 aams，空地導彈 agms，500千克 dam精確制導炸彈，火箭，副油箱和電子戰艙。
在制空方面，殲-16可攜帶PL-10近距格鬥空空導彈、PL-15中距空空導彈和某型超遠程空空導彈。PL-10導彈採用了採用紅外成像制導和高性能固體發動機，具備大離軸角發射能力，性能達到國際第四代空空導彈的水平。PL-15導彈採用雙脈衝發動機，與PL-12相比，其體積更小，射程更遠，綜合性能達到AIM-120C7的水平。某型超遠程空空導彈是我國未來非對稱作戰的利器，利用超遠射程的優勢，打擊敵方預警機、加油機和大型電子戰飛機等體系關鍵節點，瓦解敵方空中作戰體系。
在對地打擊方面，殲-16可攜帶防區外空地導彈、制導炸彈、布撒器等對地武器。防區外武器可以在敵方防空導彈射程外發動打擊，實現最高效率的對地攻擊。在珠海航展上，我國曾經展示過用於出口的“天雷”防區外布撒系統，其最大射程超過120千米，配合殲-16上可以裝載的大量有動力或無動力彈藥，解放軍將首次具備低成本、可重複打擊敵方高價值目標的手段。
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