动力系统歼-15配备我国自行研制的WS-10“太行”涡轮风扇发动机，推力达到132千牛，约合13500千克，远大于俄罗斯AL-31发动机的12800千克最大应急推力，更有利于起飞操作。发动机推力上升，也有助于提高飞行性能，估计歼-15战斗机的爬升率等性能可以接近陆基苏-27S的水准。有资料反映，歼-15在没有副油箱情况下转场航程可以达到3000公里，所以具有很强的远程作战能力。
材料和生产工艺随着技术的进步，大型机床的发展，中国现在已可以生产苏27系列飞机的整体钛合金大框，极大地增强了机身强度，在提高过载能力的同时也提高了飞机的使用寿命。与世界同型战斗机比较
在世界范围内，当前已经投入使用或即将投入使用的常规舰载战斗机主要包括：美国F/A-18C/D“大黄蜂”、 F/A-18E/F“超级大黄蜂”，俄罗斯苏-33、米格-29K和法国“阵风”等五种。我国歼-15飞机各项性能可与俄罗斯苏-33、美国F-18等世界一流主力舰载机相媲美。
法国“阵风”战斗机
在航程方面，F/A-18E/F和“阵风”在挂载三个大型副油箱时转场航程可以达到3330公里，而歼-15不需要采用副油箱转场航程就可以超过3000公里。歼-15采用多种加油方案，标准内油约5200千克，当挂载副油箱时，最大内油超过9000千克。在最大内油配置情况下，飞行阻力也不会增加，因此歼-15在航程方面性能占优。
在飞行性能方面，F/A-18低速性能出色，但是在超音速状态下阻力过大，截击能力弱；米格-29K推重比出色，具有优秀的超音速机动能力，但是航程过小。歼-15拥有很好的超音速性能，适合制空和防空作战，总体飞行性能与F/A-18及米格-29K差别不大。
美国F/A-18E/F“超级大黄蜂”舰载战机
在航电性能方面，歼-15目前没有完成定型。如果按照保守方案设计，基本相当于“阵风”和未改装AN/APG-79雷达的F/A-18E/F。而如果按照先进方案设计，则基本相当于改装AN/APG-79雷达的F/A-18E/F，在与其他舰载机的对抗中并不会落下风。
在挂载武器弹药方面，歼-15灵活性极佳。该机拥有8个可以挂载重型武器的重载挂点，而且各个挂点间距大，可以挂载各种大直径武器，若将机身腹部两个前后布置挂点联合起来使用，还可以挂载单弹重量超过4吨的超重型武器。而F/A-18E/F“超级大黄蜂”只有5个重载挂点，“阵风”只有3个重载挂点，米格-29K甚至一个像样的重载挂点都没有。歼-15战斗机从设计到生产，直接被定义为舰载机种，而非由其他机型改装，使得歼-15各项性能更能适应航母需求，将自身的作战能力发挥到极致。歼-15作为重型舰载机，具有攻击半径大、载弹量多、滞空巡逻时间长等突出优势，必将成为全球同类战机中的佼佼者。
