苏-34就是俄空军实现强军计划的一项重要举措，也是俄空军推行武器装备改进升级的一大成果。该机为一种多用途战机，既能够使用导弹等武器对地面目标进行精确打击，也可开展有效的空中格斗。
苏霍伊设计局在苏-34战机上加装了第4代(俄称第5代)的电子系统。在性能上，它的机动性远胜同时期的西方战机，而隐形性能却又相对不足。在作用定位上苏-34侧重于实施对地海面目标打击，其次是用于空中格斗，有点类似美空军第3代的F-15 E“双重任务飞机”，但对地攻击性能又更为突出。该机采用前置鸭翼、三翼面一体化布局和独特的并排双座式座舱设计。苏-34的一项重大改进，是克服了苏霍伊战机在航空电子设备方面逊于美式战机的弱项。苏-34装备有全新的无线电电子设备、卫星导航系统和独特的通信系统。所配备的新型多功能相控阵雷达具有地形跟踪／回避能力，可保障战机在任何天气和昼夜条件下打击空中和地(水)面目标。
苏-34型战斗轰炸机作为世界上最早采用前翼构型的对地攻击机之一和为了继承苏霍伊战机机动性能优良的特长“眼镜蛇机动”的绝活，苏-34采用了AL-37FU推力矢量控制发动机，加力推力达142．2千牛，推重比为8．7。其翼展为14．7米，机长21．94米，机高5．93米，翼面积62．0平方米。该机空重14000公斤，正常起飞重量39000公斤，最大起飞重量45000公斤，最大武器载重8000公斤，升限15000米，最大航程为4000公里。
强大的武器系统和多种攻击能力是苏-34的又一主要特色。它的固定武器为一门GSH-301型30毫米航炮，备弹180发，射速1500发／分，炮弹初速860米／秒。机上共有10个挂架，可挂带R-77型中程空空导弹、R-73型近程空空导弹，Kh－31P、Kh－59M和Kh－15PM等空地、空舰导弹，FAB－250系列制导炸弹、RBK-500型子母弹、BETAB型反跑道／混凝土炸弹、PTAB-1M型反坦克弹、ShOAB型人员杀伤弹，还有23毫米6管加特林机枪。机舱内还装有70个无线电声呐浮标的浮标箱。必要时它可挂载核弹药。它的武器门类显示它既可对地面、海面实施攻击轰炸，又可进行空中格斗。它能打击250公里外的地面或水面目标，轰炸的精确度比普通轰炸机的精确度高出4倍。它配有大功率后视空空雷达，作用距离4公里，具有后视打击本领。经改后装可携带当今世界最先进的空射巡航导弹，可对数千公里之外的敌目标实施精确打击。为满足长途奔袭的需要，苏-34座舱左前方设有空中加油头，经一次加油航程可达7000公里，再加上巡航导弹的射程，苏-34一跃成为一种令人生畏的战略导弹攻击平台，有可能成为俄空军最强悍的对地攻击机。难怪俄生产商说：目前世界上还没有与苏-34同类型的战斗轰炸机。