由于是在歼-11系列战斗机基础上改进而来，因此早年间歼-16曾被称作是“国产化苏-30”。就如同那个经典段子，及红旗-9防空系统仿自俄制S-300防空系统一般深入人心。但实际上，继承苏-27系列战斗机优秀气动布局的歼-16多用途战斗机早已发生了脱胎换骨般的巨变。

相较于国产歼-11系列战斗机，歼-16的改进之处由以下几点组成。一是换装了以有源相控阵雷达和数字化航电系统为代表的第四代航空电子设备。尤其是中航工业雷电院研制的有源相控阵雷达，具备距离远、模式多、隐蔽性高、抗干扰能力强等多种特点，对空探测距离超过250千米。

另外作为机载雷达的补充，歼-16还装备有红外凝视光电瞄准系统，它不仅可以在视距外对目标进行精确探测和识别，还具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示功能；测距和激光点跟踪功能等。

二是加强机体结构，加装受油装置。歼-11系列战斗机的机体结构与早期型的苏-27完全相同，存在跨音速区间结构强度下降的弱点。对此歼-16则吸取了与苏-30MKK的改进经验，针对上述缺陷进行改进，从而大大提高了战机在这一区间内的机动性能，同样战机的外挂性能也得到显著增强。与此同时，可收缩式受油装置的加入也使得歼-16克服了满油与满弹之间的矛盾，有效提高了战机的任务弹性。