Крыло самолета состоит из центроплана и отъемных консолей. Угол стреловидности по передней кромке составляет 42 градуса, удлинение – 3,5, сужение – 3,4. Механизация представлена отклоняемыми флаперонами с углом отклонения от +35 до -20 град., выполняющих функции закрылков и элеронов, и двухсекционным поворотным носком (угол отклонения 30 град.). Выпуск флаперонов и отклонение носка производятся на взлетно-посадочных режимах и при маневрировании. В консолях крыла кессонной схемы оборудованы топливные баки-отсеки. На каждой консоли имеются узлы установки четырех пилонов, в т.ч. один на торце крыла, для подвески вооружения. Вместо крайних пилонов на торцы крыла могут устанавливаться контейнеры с аппаратурой радиоэлектронного противодействия.

Горизонтальное оперение представляет собой дифференциально отклоняемый стабилизатор с электродистанционной системой управления. Консоли трапециевидной формы с углом стреловидности по передней кромке 45 град., размахом 9,8 м и площадью 12,2 м. Стабилизатор может отклоняться в пределах от +15 до -20 градусов. Управление по крену может происходить путем дифференциального отклонения половин горизонтального оперения с “ножницами” в 10 градусов.

Вертикальное оперение - двухкилевое, стреловидное (угол стреловидности по передней кромке 40 град), площадью 15,4 м. Каждый киль оснащен рулем направления, площадь двух рулей 3,5 м, углы отклонения – 25 град. в каждую сторону. В верхней части килей под радиопрозрачными обтекателями размещены антенны радиотехнических устройств.

Переднее горизонтальное оперение установлено в торце наплыва крыла и состоит из двух цельноповоротных консолей (размах 6,4 м, площадь около 3 м) с углом стреловидности по передней кромке консолей 53,5 градусов.

Шасси: На самолете применено новое тележечное шасси с тандемным расположением колес на основных опорах, обеспечивающее самолету хорошую проходимость по плохо подготовленным аэродромам (а следовательно, и боевую "выживаемость", в условиях, когда капитальные ВПП будут выведены из строя, как это случилось, к примеру, в Ираке в 1991 г., и авиацию придётся рассредотачивать на полевых аэродромах). Передняя стойка шасси полурычажного типа усилена и оснащена двумя колесами. Основные опоры убираются по направлению полета в ниши центроплана с разворотом тележек.

В хвостовой части фюзеляжа, между двигателями расположен отсек с радиоэлектронным оборудованием, что заставило конструкторов перенести контейнер тормозного парашюта с хвостового конуса на верхнюю часть фюзеляжа, сделав его выдвижным, "клавишного" типа.

Силовая установка и топливная система

Силовая установка самолета включает два двухконтурных турбореактивных двигателя с форсажными камерами АЛ-31Ф или их модификации. На серийных самолетах Су-34 могут применяться более мощные и экономичные модификации АЛ-31Ф, известные в печати под названиями АЛ-31ФМ и АЛ-35Ф и располагающие тягой, по разным данным, от 12800 до 14000 кгс (соответственно 125.6 и 137.3 кН). Имеется ВСУ.

Топливная система включает: три бака в фюзеляже, один - в центроплане и два - в консолях крыла (по другим данным - четыре бака увеличенного объема (три - в фюзеляже и центроплане и один - в консолях крыла); насосы подкачки и перекачки топлива; топливомерно-расходомерную аппаратуру. Возможна установка сбрасываемых подвесных топливных баков ёмкостью по 3000 л.

Имеется система дозаправки топливом в полете методом "шланг - конус" (прием топлива может осуществляться с "танкеров" Ил-78 и Ил-78М, однотипного самолета Су-34, а также бомбардировщика Су-24М, оснащенных подвесным агрегатом УПАЗ). Убирающаяся топливоприемная штанга размещается в левом фюзеляжном наплыве в головной части фюзеляжа перед кабиной. Имеется две фары ночной заправки.

Бортовое оборудование и системы

Пилотажно-навигационный комплекс включает инерциальную навигационную систему, скомплексированную с приемником спутниковой навигационной системы, а также средства радионавигации. Для управления самолетом используется цифровая многоканальная СДУ. Система автоматически отслеживает текущие значения угла атаки и перегрузки, в автоматическом режиме управляет положением ПГО, обеспечивая гашение колебаний самолета в плоскости тангажа. Система активной безопасности, внедренная на бомбардировщике, автоматически предотвращает выход на недопустимые полетные режимы и столкновение с землей при маловысотном полете. Имеется режим приведения к горизонту и выведения из штопора. Система, выполненная с использованием элементов искусственного интеллекта, автоматически контролирует физическое состояние и действия летчиков, работу бортовых систем и остаток топлива, а также обеспечивает автоматическое возвращение на аэродром и заход на посадку.