隐身鸭式气动布局
我国自从歼-9战斗机就开始深入研究鸭式三角翼气动布局，在歼-10战斗机上终于有所大成，使该机成为我国第一种鸭式三角翼布局战斗机，在发动机推力有限的情况下实现了较好的机动性能。随后，歼-20也顺理成章地采用了鸭式布局。
进行风动测试的鸭翼设计战斗机
首任611所所长王南寿曾表示：“我国自己研制的三代机歼-10是鸭式布局，所以这方面的模型吹风必然是最多的，对这种布局的各种情况会掌握的比较全面，所以四代机（歼-20）继续选择这一方案也就顺理成章了，具体的方案就是歼-10的宋文璁总师在论文中提到的大边条、小展弦比中等后掠角机翼、全动垂尾布局。”
通过隐身鸭式气动布局，凭借推力较小了AL-31F发动机，歼-20实现了隐身和机动性的坚固，成为目前世界上唯一一种鸭式布局隐身战斗机。
相对F-22的后发技术优势
作战假想敌是F-22这点始终贯穿于歼-20的设计中，与F-22相比歼-20的菱形截面机鼻雷达罩直径更大，意味着该机有源相控阵雷达的首发组件的数量要多于F-22的APG-77，以更大的雷达口径来实现对F-22更远的探测距离。
此外，歼-20还具有许多F-22所不具备的航电，如分布式光学孔径系统和光电瞄准系统。作为新兴战斗机航电的分布式光学孔径系统通过在机身上布置环视红外摄像机使飞机具备了极其灵敏的导弹逼近告警传感器，还能配合头盔显示器使飞行员获得透过机身“透视”周遭环境的能力，从而大幅提高态势感知。虽然歼-20目前还没有启用头盔显示器，但相信类似设备正在紧锣密鼓的研制中。
歼-20机鼻下方还具有光电瞄准系统的宝石型吊舱，在F-35上，类似设备用于对地瞄准，为精确制导武器指示目标，而歼-20的该装置显然主要用于对空，起到红外搜索与跟踪系统的作用。该装置能让歼-20获得在无线电静默下的被动对空搜索的能力，如今这种能力在探测隐身战斗机方面愈发重要起来。
改进潜力大
作为一种重型战斗机，歼-20内部空间充裕，改进潜力大。从歼-20的尾部设计看，已经为未来升级轴对称矢量喷管（AVEN）留下了空间。这一特点在歼-20 2001号原型机上特别明显，该机两个用于承载全动平尾和腹鳍的尾撑末端内侧呈外八字外扩，其唯一的设计目的就是为未来WS-15的矢量喷管留下空间，避免尾喷管在偏转时与尾撑产生干涉。
歼-10战斗机测试矢量喷口发动机
去年年底，一架歼-10战斗机开始测试我国自行研制的轴对称矢量喷管。这种喷管在结构上应该类似普惠公司为F-16研制的俯仰/偏航平衡梁式喷管（P/YBBN），这种喷管通过一个同步环同时实现尾喷管的收敛-扩散运动和矢量运动，设计非常巧妙，使尾喷管动作筒的数量最小化，在减轻重量的同时提高了可靠性和可维护性。
对于这架歼-10目前有两种说法，一是该机是歼-10D原型机，通过增推太行发动机和矢量喷管来大幅增强机动性；另一种则是该机是推力矢量技术验证机，成熟后将装备歼-20。
