隱身鴨式氣動布局
我國自從殲-9戰鬥機就開始深入研究鴨式三角翼氣動布局，在殲-10戰鬥機上終於有所大成，使該機成為我國第一種鴨式三角翼布局戰鬥機，在發動機推力有限的情況下實現了較好的機動性能。隨後，殲-20也順理成章地採用了鴨式布局。
進行風動測試的鴨翼設計戰鬥機
首任611所所長王南壽曾表示：“我國自己研製的三代機殲-10是鴨式布局，所以這方面的模型吹風必然是最多的，對這種布局的各種情況會掌握的比較全面，所以四代機（殲-20）繼續選擇這一方案也就順理成章了，具體的方案就是殲-10的宋文璁總師在論文中提到的大邊條、小展弦比中等後掠角機翼、全動垂尾布局。”
通過隱身鴨式氣動布局，憑藉推力較小了AL-31F發動機，殲-20實現了隱身和機動性的堅固，成為目前世界上唯一一種鴨式布局隱身戰鬥機。
相對F-22的後發技術優勢
作戰假想敵是F-22這點始終貫穿於殲-20的設計中，與F-22相比殲-20的菱形截面機鼻雷達罩直徑更大，意味着該機有源相控陣雷達的首發組件的數量要多於F-22的APG-77，以更大的雷達口徑來實現對F-22更遠的探測距離。
此外，殲-20還具有許多F-22所不具備的航電，如分布式光學孔徑系統和光電瞄準系統。作為新興戰鬥機航電的分布式光學孔徑系統通過在機身上布置環視紅外攝像機使飛機具備了極其靈敏的導彈逼近告警傳感器，還能配合頭盔顯示器使飛行員獲得透過機身“透視”周遭環境的能力，從而大幅提高態勢感知。雖然殲-20目前還沒有啟用頭盔顯示器，但相信類似設備正在緊鑼密鼓的研製中。
殲-20機鼻下方還具有光電瞄準系統的寶石型吊艙，在F-35上，類似設備用於對地瞄準，為精確制導武器指示目標，而殲-20的該裝置顯然主要用於對空，起到紅外搜索與跟蹤系統的作用。該裝置能讓殲-20獲得在無線電靜默下的被動對空搜索的能力，如今這種能力在探測隱身戰鬥機方面愈發重要起來。
改進潛力大
作為一種重型戰鬥機，殲-20內部空間充裕，改進潛力大。從殲-20的尾部設計看，已經為未來升級軸對稱矢量噴管（AVEN）留下了空間。這一特點在殲-20 2001號原型機上特別明顯，該機兩個用於承載全動平尾和腹鰭的尾撐末端內側呈外八字外擴，其唯一的設計目的就是為未來WS-15的矢量噴管留下空間，避免尾噴管在偏轉時與尾撐產生干涉。
殲-10戰鬥機測試矢量噴口發動機
去年年底，一架殲-10戰鬥機開始測試我國自行研製的軸對稱矢量噴管。這種噴管在結構上應該類似普惠公司為F-16研製的俯仰/偏航平衡梁式噴管（P/YBBN），這種噴管通過一個同步環同時實現尾噴管的收斂-擴散運動和矢量運動，設計非常巧妙，使尾噴管動作筒的數量最小化，在減輕重量的同時提高了可靠性和可維護性。
對於這架殲-10目前有兩種說法，一是該機是殲-10D原型機，通過增推太行發動機和矢量噴管來大幅增強機動性；另一種則是該機是推力矢量技術驗證機，成熟後將裝備殲-20。
