该机外型上看与先前曾经公开露面的歼-11BS双座战斗机和歼-15S双座战斗机有相似之处，但它的结构更接近于俄罗斯苏-30MKK和苏-30MK2战斗机，技术水平达到了俄制第二代苏-27M(即老苏-35)水平，从而可以携带更多的重型空地武器，基本性能与美军升级后的F-15E相当。
歼-16采用了国产涡扇-10系列发动机，同时全面升级了机上的电子设备。据信该机装备了国产的有源相控阵雷达和新一代前红外观瞄系统，在航电水平上甚至优于俄罗斯最新的苏-35M战斗机。由于使用了本国电子设备，歼-16可以使用各种国产空射武器，从而极大扩展了该机的使用范围和发展潜力。
