Jabarkan Desain dari Sukhoi Su-34

Su-34 ditenagai oleh sepasang mesin turbofan Saturn AL-31FM1, mesin yang sama yang digunakan pada Su-27SM; memberikan pesawat kecepatan maksimum Mach 1,8+ saat terisi penuh. Meskipun memiliki kecepatan maksimum yang lebih lambat dari Su-27 standar, Su-34 masih dapat menangani beban G yang tinggi dan melakukan manuver aerobatik. Ketika dilengkapi dengan muatan senjata penuh, Su-34 memiliki jangkauan maksimum 4.000 kilometer (2.500 mil) tanpa pengisian bahan bakar, ini dapat diperpanjang lebih lanjut melalui pengisian bahan bakar udara.

Su-34 memiliki 12 cantelan untuk persenjataan seberat 8.000 kg (17.600 lb), dimaksudkan untuk menyertakan senjata berpemandu presisi Rusia terbaru. Dengan meriam otomatis 30 mm GSh-30-1, dan kemampuan untuk membawa 6 buah rudal udara-ke-udara R-77 dan 6 buah R-73, dengan fungdi utama rudal udara-ke-udara sebagai pertahanan dari pengejaran jika terdeteksi oleh radar belakang. Berat maksimum dari setiap amunisi tunggal yang dibawa adalah 4000 kg, senjata stand-off-nya memiliki jangkauan hingga 250 kilometer (160 mi). Sistem penangkal elektronik (ECM) Khibiny dipasang sebagai sistem standar.

Su-34 memiliki hidung "Bebek" dan badan pesawat depan yang dirancang untuk meningkatkan ruang kabin dan memaksimalkan kenyamanan dan keselamatan awak. Kursi pilot diatur berdampingan, dengan pilot-komandan di kiri dan navigator/operator senjata di kanan. Keuntungan dari kokpit berdampingan adalah bahwa instrumen duplikat tidak diperlukan untuk setiap pilot. Karena misi yang panjang membutuhkan kenyamanan, sistem tekanan memungkinkan operasi hingga 10.000 meter (32.800 kaki) tanpa masker oksigen, yang tersedia untuk keadaan darurat dan situasi pertempuran. Anggota kru memiliki ruang untuk berdiri dan bergerak di kabin selama misi yang panjang. Ruang antara kursi memungkinkan mereka untuk dapat berbaring di koridor, jika perlu. Sebuah "toilet" urinoir genggam dan "dapur" termos juga disediakan. Sebuah tangga yang melekat pada hidung roda pendaratan dan palka di lantai kokpit dapat digunakan untuk memasuki kokpit.

Su-34 memiliki radar PESA dengan jangkauan deteksi maksimum adalah 200–250 km (terhadap target permukaan yang besar). Radar utamanya dapat melacak sepuluh target udara secara bersamaan dan menyerang empat target (di udara, di darat atau di air). Radius deteksi untuk target berukuran pesawat tempur hingga 120 km, jangkauan surveinya adalah +/- 60 derajat. Sistem radar peringatan belakang dapat menghalau serangan dari belakang dan memungkinkan pesawat menembakkan rudal R-73 tanpa perlu memutar pesawat. Radar belakang berasal dari Phazotron/Rassvet, dan secara tidak resmi disebut N-012. Su-34 dilaporkan memiliki penampang radar (radar cross section) frontal yang lebih kecil dari pesawat tempur generasi sebelumnya.

Radar Pika-M generasi ke-4 terbaru dari kompleks BKR-3, yang memiliki jangkauan hingga 300 km, telah lulus uji pada tahun 2016. Per tahun 2021, beberapa pesawat AU Rusia telah dimodernisasi dengan peralatan khusus yang dapat meningkatkan kemampuan dalam mendeteksi target udara dan darat serta memperluas jenis senjata yang digunakan.