在航空电子设备方面，歼-15采用了数字式电传操作系统和玻璃化座舱，使飞行员的工作负担和操作难度大为降低，新型机载脉冲多普勒雷达和红外探测装置不仅可以有效的发现敌机，还可以为多种导弹提供制导。歼-15自身还带有电子干扰设备与红外干扰弹发射器，如遇特殊威胁，更可以外挂电子干扰吊舱。
而在动力系统方面，歼-15沿用了国产歼-11战机的俄制AL-31F涡轮风扇发动机，近年来也出现了装有国产涡扇-10发动机的改进型。但不论是AL-31F还是涡扇-10，在全世界同类发动机中已略显落后，对歼-15的载油量、载弹量和最大起飞重量方面的限制非常明显。
而在武器等系统的挂载方面，歼-15的配置堪称豪华，除装有1门固定式30毫米航炮外，还可以携带国产霹雳-8格斗导弹和霹雳-12中距空空导弹对抗空中目标，同时可挂载各型反舰导弹、空地导弹、制导炸弹以及伙伴加油吊舱等，可以充分利用歼-15航程远的优势对敌海上和陆上目标进行精确打击。
米格-29K
2012年9月25日，中国第一艘航空母舰辽宁号交付海军服役，2012年11月，经过精心的准备，国产歼-15舰载战斗机在辽宁舰上先后完成了触舰复飞、滑跃起飞和拦阻降落，也标志着中国舰载机初步具备了在航母上起降的能。
美军F-18
歼-15的性能全面优于俄罗斯的苏-33与米格-29K舰载战斗机，和美国的F-18超级大黄蜂舰载机相比，在发展潜力方面还稍有优势，目前已经研发并试飞了双歼-15的双座型号，下一步如果能改用电子扫描相控阵雷达以及新型涡扇-10发动机，则完全能够实现对美国F-18舰载机的性能超越。
至于赶超第四代舰载战斗机F-35的任务，则应该交由研制中的中国下一代舰载机承担。
