在武器装备方面，歼-20侧弹舱可装置小型空对空导弹，机身下方更大的主弹舱可用于装置各种导弹和地面攻击武器。这与美国F-22战斗机的武器设置相似，但与俄罗斯的T-50有所不同，T-50则拥有两个小型和两个大型腹弹仓。

歼-20还将携带各种先进的电子系统。这些技术包括一个电子扫描阵列，一个机腹红外线/光电搜索与跟踪传感器，以及一个在飞机四周提供360度全方位球形覆盖的无源电光探测系统 。这些技术预计可与F-35的系统相媲美。此外，歼-20可能还会装置先进的通讯套件，使其能够与使用中和正在开发的军事平台进行数据传输，比如神雕机载早期预警无人机。

歼-20的原型机和早期生产的机型搭载了俄罗斯的AL-31引擎，但中国正在研制一种新的动力装置。中国航空发动机集团官员陈祥宝于2017年3月13日宣布，歼-20将很快配备下一代发动机。有报道称，中国计划在未来几年会升级歼-20并安装中国制造的涡扇-15引擎，该款新引擎可能与F-22目前使用的前沿普惠F119发动机相匹敌， 并将为歼-20提供持续的超音速续航能力（超音速巡航）。与旧引擎相比，涡扇-15可以让歼-20在消耗更少燃料的前提下飞行更远，在速度更快的情况下飞的更远。目前来看， 涡扇-15 上线的日期仍未定， 但有报告称中国为新型的歼20配置了 涡扇-10发动机。 国产的涡扇-10的性能比涡扇-15较差， 但同样具有超音速续航的能力。 其他拥有先进军事力量的国家，如美国、俄罗斯及众多欧洲国家，都拥有超级巡航能力的战斗机。