F-16XL是一種基於F-16戰鬥機生產型改裝而來的驗證試驗機

　　屬於F-16戰鬥機的衍生機型，共改裝了兩架，該機延續了F-16戰鬥機的特點，又在此基礎上做了較大改變，使其多項性能遠優於前者。

　　測試證明這種改造是成功的，後來參與了雙重任務戰鬥機的競標，但因不敵競爭對手而落敗，1985年試飛結束的F-16XL被封存。

　　1974 年，生產型 F-16A/B 全尺寸發展工作剛結束，通用動力公司就着手 F-16 後繼機的研製工作。

　　其目的要搞一種既能滿足空軍增強對地攻擊的要求，又要保持 F-16 原有的優異的空戰能力，並在結構和設備上保持最大的通用性的派生型。

　　經論證後通用動力提出改進重點是：在掛外部副油箱的情況下，增加有效載荷和航程

　　通過提高突防速度、減小雷達特徵面積、增加攜帶空地武器時的機動性提高生存性；

    改善包括大迎角飛行條件下的操縱品質和乘座品質，以及改善可靠性和維修性。

　　從 1975 年開始，通用動力公司和NASA蘭利中心（LRC）共同對 149 種不同布局進行了長達 3，600 小時的風洞試驗、經反覆篩選後選中了用無尾三角箭形機翼的布局。

　　試驗表明，這種機翼的布局最好地保持了 F-16 原有的亞音速性能，提供了進一步改進超音速和低速大迎角性能的餘地，並更好地兼顧了總體性能，增加了機內油箱的容積，機翼下提供了更多的外掛點。

　　箭形機翼布局既有較好的持續機動能力，又有突出的大速度升阻比和巡航效益。

　　在此基礎上公司又針對增強對地攻擊任務進行了細化設計、通過精細的彎扭和後緣反彎度度設計改善亞音速升阻比和橫側航向穩定性。

　　由於通用動力預計該方案的增益將十分可觀，於是向空軍提出改裝先進技術驗證機，即 F-16XL 計劃。在該計劃中，通用動力自行投資了 0.49 億美元用於對機體進行改裝設計和改裝工作，其飛行計劃由美國空軍資助。

　　1983 年 3 月，公司從空軍租借了兩架 F-16A 開始進行改裝。 試飛中的F-16XL其中一架（75-0749）裝為裝一台 F100-PW200 發動機的單座型 F-16XL-1，另一架（75-0747）則是裝一台 F110-GE-100 發動機的雙座型 F-16XL-2。

　　結構上的主要更動包括：將基本型的機身在主起落架前後分別加長了 76 和 66 厘米，去掉平尾、用一個面積為 61 平方米的石墨-聚酰胺複合材料蒙皮和鋁支撐結構的變彎曲箭形機翼代替原常規機翼，並取消了後機身腹鰭

　　垂尾根部安裝了 F-16 出口型才有的減速傘，另外還加強了起落架，使承載能力從 16 噸提高到 22 噸，加強了方向舵、使其鉸鏈力矩承載能力提高了 50%。全機總重從 13 噸增加至 22 噸，機內燃油增加了約 2.5 噸。

　　F-16XL 的主飛行控制系統仍沿用了 F-16A 的全模擬電傳操縱系統。但針對操縱翼面的變動作了相應修改，例如俯仰操縱由兩側機翼後緣的襟副翼和副翼偏轉實現，XL 上也裝有與 F-16A/B 類似的迎角限制器，但迎角限制範圍在低速時擴展至 29 度，在 M>0.9 時為 26度。

　　機的滾轉由副翼和襟副翼非對稱偏轉控制，偏航操縱由方向舵實現，並用副翼偏轉進行滾轉協調。F-16XL 還用外側前緣襟翼和減速板作輔助飛行操縱。

　　和 F-16A/B 一樣，XL 的飛控系統在嚴重失速下可手動俯仰超控、並增裝了自動俯仰超控系統專用於飛行試驗。它可向飛控計算機輸入一個俯仰搖擺指令以打破深度失速條件。

　　飛行驗證計劃由通用動力公司和空軍聯合試驗組實施、開始於 1982 年 7 月，歷時約 3 年。在試驗的最後階段還將 XL-2 的進氣道改為大口進氣道以提高空氣流量，使 F110-GE-100 發動機得以充分利用，提高了推重比。