F-14雄貓式戰鬥機

設計

F-14的設計定位為制空戰機及海軍長程攔截機，為使駕駛者有良好視野，其駕駛艙罩為泡型艙罩設計，駕駛艙有兩個座位，前者為駕駛員，後者為雷達攔截官(RIO-Radar Intercept Officer)。機翼為可變後掠翼設計，機翼後掠角度可隨飛行速度改變，以使在任何速度機翼的升力及阻力都能做到最優化。
兩具發動機分別置於機身左右兩側的獨立機艙，各離機身1-3呎遠。機身由駕駛艙往後漸修薄，在兩發動機之間形成一扁平機體，這個扁平機體形成了機翼以外的另一升力體，產生額外升力，佔整體升力的40%-60%(視機翼後掠角而定)，當中容納了油箱、航空相關裝置(例如可變後掠翼的機械)及飛控系統。此扁平機體下方可以掛載各式各樣的武器或其他裝備，基本的包括AIM-54、AIM-7及AIM-9飛彈，而內置武器為一具20mm  M61火神式機砲置於左側。

機身與機翼

F-14機身為三胴機體結構，兩個發動機分別置於駕駛艙兩側後方的獨立艙體內，與駕駛艙相隔數吋之遠，駕駛艙往後漸修薄，在兩發動機之間成一扁平狀機身把兩發動機相連，此段機身容納了油箱、電子、飛控系統，與及可變後掠翼的機械結構。這種氣動布局與把發動機噴嘴緊密靠近相比有較低的氣動阻力，因為兩噴嘴過於緊密會氣流交互干涉而扁平的機身也成了機翼以外的升力體，為戰機帶來額外的升力，降低了翼負荷，大為提升了轉向能力，前蘇聯的Su-27系列也使用類似設計。
F-14的機翼後掠角度可以由20°(完全伸展)至68°之間變動，最大變動速度為每秒7°後掠角由機上的飛行電腦(Central Air Data Computer - CADC)自動控制(必要時也可由飛行員直接控制)，使機翼在任何高度與速度下都能達到最佳的升阻比，使得F-14有驚人的高速及轉向性能。停泊時，機翼後掠角可增至75°，與水準尾翼（升降舵）部分重疊，以節省航空母艦上的寶貴空間。在緊急情況下，機翼後掠角68°或不對稱也能在航艦升降。
機翼前後都有襟翼，在低速時，例如降落，可以下打以增加升力。每機翼上有4片擾流板，控制擾流板打開的數目就能在不影響俯仰角不變的情況下控制升力，在航艦降落時，飛行員就能保持對飛行甲板的視線下精確控制飛機的高度及下降速度，以使飛機在甲板上的適當位置著陸，格魯曼稱這控制方式為"直接升力控制"(Direct lift control - DLC)。
兩發動機前方、進氣道外則各有一翼套，可變後掠翼的轉動點就在翼套內，使得轉動點遠離機身縱軸，目的是為了減少因可變後掠翼改變後掠角而引起的升力重心位置變動，由於三胴機體的兩發動機相隔較遠，相比同時期的F-111，F-14機翼轉動點離機身較遠，因此升力重心的移動更少。機翼固定於兩個翼樑，各置於一長6.7m、橫跨機身的箱型結構的兩端，箱型結構內建了油箱，以鈦合金製成，輕而強度高，但加工困難且成本高，格魯曼在生產時使用了電子束焊接技術由於可變掠翼轉動的需要，當機翼由完全後掠轉至伸展時，原先後掠時機翼所在位置就留下了縫隙，這個縫隙會由可以縮脹的氣袋封密填補，以免縫隙產生氣動阻力，而氣袋縮脹所需的高壓氣體則由發動機提供。
兩翼套的前側位置設有可收納和張開的小三角前翼，作用可以讓升力重心前移，目的是扺消機翼後掠時導致的升力重心後移及超音速飛行時產生的機首下壓的現象。當主翼伸展至後掠角小於35時前翼會被禁止張開，以避免升力重心過度前移而導致不穩定在M1.4以上會自動伸出，這使F-14在M2下仍可以有7.5g的機動性，但後來為了簡化維修而取消了此功能。就算前翼收起，翼套本身也對F-14的飛行性能有所幫助，除了提供升力外，翼套的後略角較大，形成了像雙三角翼或LEX的作用，在較大攻角時(16°— 25°)會產生邊緣渦流，流經主翼上方時令升力提升最多達40%，並在攻角達至90°也不失速。而機翼上的襟翼也可在機動時下打，除增加升力外也在主翼上方產生低壓吸引機首產生的渦流遠離垂直尾翼，使垂直尾翼在高攻角時也能發揮較大的作用，保持機身的橫向穩定性。以上使F-14有相當的高攻角性能，在小於38°攻角可完全受控，而瞬間則可以拉大到65°。
三胴機體減少了氣動阻力、可變後掠翼優化了在任何環境下的升阻比、加上扁平機體產生相當的額外升力（特別是當主翼收入至最大後掠角時，超過60%的升力由機身產生），F-14的敏捷性遠比預期為佳。但由於可變後掠翼的翼軸在機動時會承受極其強大的應力，F-14的機動最大只可有7.5g。
F-14的水準尾翼可以在+15°至-35°之間差動或連動，負責控制升降及與擾流板一起充當副翼的功能，當主翼後掠角小於50°時，側滾是由擾流板及水準尾翼一起負責，大於50°時就由水準尾翼負責。
F-14的原設計只有一片垂直尾翼，在發動機艙下方設有可收摺的腹鰭，以增加在超音速飛行時的穩定性，但經風洞測試後改為後果更佳的雙垂直尾翼，外傾5°，置於兩發動機艙的上方，只保留細小的外傾腹鰭，以平衡垂直尾翼所產生的阻力，並簡化為固定式。與單一垂直尾翼相比，雙垂直尾翼可以在保有同樣操縱性下有較低的高度，較適合航艦的操作環境。
由於機翼後掠角是可變的，機翼下的掛架不可能以固定方式裝在機翼下，不然武器的指向就不能與機首指向一致，若要掛架隨後掠角變動作對應的調整，機械上就變得複雜，重量、可靠性及成本都有影響，幸而F-14的扁平機體及翼套提供了足夠的位置給武器掛架，格魯曼於是將所有掛架都設置於扁平機體及翼套。發動機艙下也可以各加裝外部油箱。

發動機

F-14A使用兩具普惠（Pratt & Whitney）生產的TF30低旁通比渦輪風扇發動機。TF30是美國第一部渦輪風扇發動機，使用於當時的F-111、A-7。TF30是當時海軍無可選擇下的「臨時性」決定，TF30的性能並不符合F-14的設計要求（F-14設計推重比為1），用上了TF30的F-14推重比與F-4一樣，只是F-14優異的氣動性能使F-14比F-4有更高的爬升率。
F-14的進氣道有活動的斜面、分流門，由飛行電腦控制，使震波在任何速度、高度下也遠離發動機，噴嘴有可動瓣，可根據發動機需要而調節。即使如是，TF30的可靠性、穩定性仍遠低於要求，壓氣機失速容限設計得太小，進氣氣流變化很容易導致停車。有28%的事故跟發動機有關，壓縮段葉片容易失速，例如吸入已發射飛彈留下的氣流，如果問題發生的時候沒有及時的進行修正，F-14會進入難以回復的水準旋轉（以F-14飛行員為主題的著名軍事電影《捍衛戰士》（Top Gun）中就曾出現過類似場景），初期曾有壓縮段葉片斷裂後飛出而損及機體，因此要更換葉片材質，另外還在發動機的風扇段加外殼以減少斷裂葉片對機體的損害。渦輪段的單晶葉片耗損速率高過預期、良品率低。後燃器常常無法點燃。TF30問題曾經導致F-14需要停飛。飛行員也不能隨意快速改變油門。1976年9月14日由甘迺迪號航艦上，一F-14失去控制掉入北大西洋的意外算是最有名的一樁事件。美國海軍怕蘇聯會撈起並得到機上雷達與AIM-54鳳凰飛彈，威脅艦隊整體安全，調動大批艦艇以及機密的NR-1核子動力潛艦進行打撈，兩個月後終於將飛機與所有的飛彈撈起。
性能不足、可靠性低，海軍曾想改用為美國空軍F-X計畫（也就是後來的F-15）研發的發動機，海軍版為F401-PW-400，但是在發展階段海軍決定退出計劃，這也間接導致後來F100發動機的測試與性能發生問題，美國空軍一度還要和普惠對簿公堂。之後美國海軍考慮過勞斯萊斯授權生產的斯佩（Spey）發動機（美軍授予型號TF-41）、F401-PW-26C以及奇異公司（GE）新開發的F101X，但最終還是回和空軍合作，使用發展替代F-15與F-16這兩款戰鬥機所使用的F100發動機。
經過普惠與奇異兩家公司的競爭之後，美國空軍在1979年3月給奇異公司一份30個月的F101DEF發動機的研發訂單。換裝F101DEF進行試飛的F-14於1981年7月14日試飛，到1982年3月測試完畢，效果良好。新發動機的效率較高，增加了F-14的作戰半徑；推力的增加，彈射起飛時再不用開後燃器，更重要的當然是再沒有TF30的可靠性問題。在美國空軍首先訂購的誘因下，海軍也決定採用F110-GE-400發動機在新生產與現役的F-14機體上面，而這一款海軍版的發動機與空軍的F110-GE-100有82%的零件互通性。裝上新發動機的F-14，爬升率增加61%，作戰半徑增加35%，攔截半徑增加62%，除此之外，飛行員再也不需要擔心快速變化油門時發動機會有熄火或更嚴重的問題發生，不受任何限制的自由操作以發揮F-14最大性能，且維修間隔也比TF30發動機增加近一倍。

航電與飛控

F-14的駕駛艙內配置兩位飛行員，其中前座為駕駛員，後座則是雷達攔截官（RIO），駕駛員座設有抬頭顯示器（HUD），由於研發年份較早，在F-14A、B型上並無多功能顯示器（MFD - Multi function display）的配置，一直到之後的F-14D才開始配置。
F-14有一值得注意的Central Air Data Computer，是早期版本F-14的綜合飛行控制系統，採用以MOS技術製成LSI的晶片組，MP944，是史上第一部的微型處理器設計。
F-14的電子反制系統（ECM）十分複雜，主要裝備是休斯（Hughes）開發的AN/AWG-9遠程火控雷達系統，工作於X波段，其內置了敵我識別功能，使用平面陣列雷達天線，功率達10kW。量大對搜索範圍達190km，單一目標追蹤距離達150km，對戰機目標鎖定範圍120-140km。可以同時追蹤24個90km內的目標，並能同時導引AIM-54鳳凰飛彈式遠程空對空導彈對其中6個目標進行攻擊。AWG-9對低高度目標同樣有探測及鎖定能力。
F-14也擁有在當時獨有的資料鏈，能把雷達測得的資料與其他F-14分享，如此，F-14的雷達畫面可以顯示其他F-14探測到的目標。
其他的航電的電戰設備有電戰系統、雷達告警系統，雷達干擾絲，紅外線干擾誘餌及導航系統。早期使用慣性導航系統，後來增加GPS。紅外線干擾火焰彈誘餌置於機尾。電戰系統、雷達告警接收機系統共有4個天線，可以大約測出威脅所在的方向與距離，也可分別出該雷達正工作於搜索、追蹤或導引模式，該系統還可分析並發射所需的干擾訊號。
初期裝有紅外線探測器，但發現效果不佳，被諾斯洛普的AAX-1光學電視所取代，但只在晝間有作用，電視的有效範圍可達97km，可以自動追隨雷達所發現的目標。當新的F-14D裝備服役時就換上IR/TCS戰術電眼系統，同時包含了紅外線與光學追蹤功能。

其他武器與裝備

早期F-14隻有掛載各種空對空飛彈，經過改良之後可以攜帶炸彈、火箭、偵查莢艙和電子干擾系統等等。F-14選擇在固定的翼套上設置左右各一處的掛載點。

F-14A

F-14A是F14系列中第一種服役的機型，也是唯一外銷的F-14。2006年9月所有美國海軍F-14全部退役完畢，因此目前只剩下伊朗的F-14A仍在服役中。
使用發動機型號為TF30-P-414A  最大推力: 14,560 lbf (64.766kN) 後燃器開啟推力 25,100 lbf (111.65kN)

F-14C

早在F-14A服役之前，格魯門公司已經知道TF30渦輪扇發動機有許多問題，因此於1970年2月提出換裝新發動機的建議，預備採用的對象將會與設計中的FX，也就是後來美國空軍的F-15相同的發動機。改用新發動機的編號為F-14C。
可是在試飛33小時之後，海軍決定取消換裝計畫，並以TF30繼續裝配F-14A，因此F-14C生產計畫於1974年4月宣告終止。但許多技術應用到
後期型的F-14B、F-14D上面。

F-14A+/F-14B

美國空軍對於普惠解決F100渦輪扇發動機問題的消極態度不滿之下，決定與海軍合作發展第二來源，也就是獲勝的奇異公司F110渦輪扇發動機。空軍用來換裝F-15與F-16，海軍則為飽受批評的F-14更換。由F-14A換裝發動機之後的編號最初為F-14A+，海軍生產38架全新F-14A+與及改裝48架F-14A為F-14A+。新發動機推力達123kN（開啟後燃器之下），在不開啟後燃情況下也能在航艦上彈射起飛，除爬升率增加61%，戰鬥巡邏半徑增加35%，攔截半徑增加62%外，戰機的推重比也能在低載油量下超過1。F-14B也改用了新的雷達鎖定預警系統ALR-67，第一架改裝F-14A+於1986年12月首次試飛，第一架全新生產的F-14A+則於1987年11月首度飛行。1991年5月美國海軍決定將這些飛機的編號修改為F-14B。在最初的改裝計畫當中，F-14A+/F-14B只是一個中間改裝計畫，所有F-14B最後都將提升至F-14D的規格，最後卻因惡劣政治干涉取消。

F-14D

最後一型號的F-14為F-14D，跟F-14B一樣是改採用了F110發動機。駕駛艙也全面玻璃化，增加了兩個多功能顯示器，雷達改用APG-71雷達，使有效探測距離增加至370km。資料鏈改用Link-15，並且加裝IR/TCS系統。按原有計劃，所有的F-14都會升級至F-14D的水準，但當時的國防部長錢尼拒絕批准F-14D升級，美國國會決定關閉F-14的生產線。前期承諾購買55架F-14D，最終有37架新造的F-14D，18架從F-14A升級至F-14D的水準，稱為F-14D(R)。另有一計劃為F-14更新電腦程式，使F-14能發射AIM-120（先進中程空對空飛彈），但在試射成功後被取消。在2005年，部分F-14得到Rover III（Remotely Operated Video Enhanced Receiver, 遠端視訊接收器）的升級、使地面部隊的前沿空中管制官能實時地看見機上所能見的地面影像。

F-14 ADF

F-14的空軍型，原本計劃取代XF-108長劍式戰鬥機的本土防空攔截機的構案。最後輸給F-16ADF。

兩伊戰爭

在1970年代的伊朗巴勒維王朝受美國大力支持，當時伊朗空軍與蘇聯空軍在裏海地區經常對峙，當蘇聯在高加索地區及裏海周邊部署飛行速度最快的米格25後，美國於是決定向伊朗出口當時最先進的F-14及所專用的AIM-54飛彈，令伊朗可繼續對抗蘇聯。伊朗首批訂單共用80架，其中79架完成交機，另有一架留在美國測試，後來霍梅尼發動的伊朗伊斯蘭革命推翻了親美的巴勒維王朝，使得美國與伊朗斷交，雙方商議中的軍購全數取消，並中止了F-14的技術與後勤補給支援，因此使伊朗F-14在保修、訓練方面陷入窘境，要從狀況不能修復的飛機拆除零件維修其他飛機，F-14的出擊次數大幅縮減，只能有限度用於本土防衛，攔截入侵的伊拉克軍機，雖然伊朗空軍實際可操作的F-14數量有限，但伊拉克空軍每當遇上F-14仍是聞風喪膽。有鑑於美國中止了對伊朗的軍火援助，伊朗當局只好自行複製組件，有傳指中國曾經幫助伊朗製造飛機零件，逐漸將F-14零件國產化，令F-14可操作至今；在此同時伊朗也轉而向前蘇聯、北韓和中國購買武器。由於伊朗購入的AIM-54飛彈數量有限和零件老化，伊朗在兩伊戰爭期間曾經嘗試將MIM-23鷹式防空飛彈掛載於F-14，後來則自行製造AIM-54飛彈的國產版本。

錫德拉灣戰役

美國與利比亞在利國地中海沿岸的錫德拉灣曾經發生過兩次小規模的空戰，史稱「第一次和第二次錫德拉灣事件」，而利空軍在兩場空戰中分別派出兩架Su-22和MiG-23均被美軍擊落。

F-14發動機停機時噴口不對稱的現象

停泊狀態的F-14A尾噴管會出現左小右大的情況，這與F-14和TF30的設計有關。
F-14全機的液壓系統和電力系統的能源供應全來自兩台發動機，TF30發動機的變截面噴管動作由發動機上的加力燃燒室供油泵提供，噴管截面的調整除了可在飛行中由飛控電腦控制外，還設置了兩種自動模式：起落架負重（weight on wheels）和起落架空載（weight off wheels）。
這兩種模式由主起落架上的重量傳感器控制，飛機在地面時處於起落架負重模式，發動機噴口會自動擴張至最大的狀態降低排氣速度，減低推力，避免高速排氣對地勤人員造成傷害。
飛機起飛離地後，就會自動轉換成起落架空載模式，此時除了開加力，發動機的噴口都是在收縮狀態，增加推力。
由於TF30的這兩種模式切換需要電力操作，出於安全理由萬一在飛行中出現電力系統故障，需要自動收縮噴口以獲得高推力，所以發動機在沒有電力供應時的預設為起落架空載模式，而無論飛機是在地面還是空中，F-14發動機停車是先右後左，右發停車後左發仍持續提供電力和液壓供應，此時兩台發動機都處於起落架負重狀態，所以噴管都處於最大狀態；當左發停車後，由於失去電力所以左發從起落架負重自動轉成起落架空載模式，此時機體液壓不會立即消失，還能以3000psi的壓力運行一段時間，於是噴口就自動收縮了，形成一大一小的情形。基本上F110也是這樣，由於噴管動作方式不一樣，停車後F110已經收縮的左噴管會在重力的作用下慢慢變回擴散狀況，故停泊狀態的F-14A+/D兩個噴管都處於最大狀態。