报道称，由于“师承”苏-27，苏-34的机动性能非常出色，后掠翼、双发动机、双垂尾一应俱全，还在机头部位加装了可动鸭翼，战机的气动平衡性能进一步提升，甚至能做出苏-27引以为傲的“眼镜蛇机动”。
但是，苏-34的定位毕竟是战斗轰炸机，与苏-27相比，“对地拳头硬”和“负重力气大”才是其核心竞争力。这一定位也决定了苏-34的“重口味”——打击的主要是敌方纵深内的军用机场、通信节点、指挥中心等高价值固定点位目标。
苏-34正常载弹量达8吨，堪称一座移动的“空中武器库”。强大的武器系统使苏-34成为名副其实的对地攻击“职业拳手”。
为了能抡起“重拳”，苏-34采用2台加力涡轮风扇发动机，能提供很大的推力，在海平面能够以1.2马赫的速度飞行。
在续航力方面，苏-34也堪称出色，仅靠战机自身油箱携带的燃料，它的最大航程也能达到4000公里。如果携带外挂油箱或进行空中加油，它甚至能在几小时内横穿整个俄罗斯领土。
为了尽可能提高苏-34对地打击能力，苏霍伊设计局的设计师们在细节雕琢上不遗余力。比如，它身上辨识度最高的“鸭嘴”状机鼻，就是设计师们的“神来之笔”。宽扁的机鼻带来的不仅是特立独行的外观，还给苏-34带来了不少独特的优势。
作为以低空、超低空突防见长的战机，提高自身防护能力尤为重要。苏-34机身结构坚固，多处采用系统冗余设计，有效提高了战场生存力。
据称，飞机尾梁内还安装了一部后视雷达，用以监视后方来袭的敌机，并有针对性地做出反应。