Caza monoplaza todo tiempo, con ala de implantación media-baja y tren de aterrizaje triciclo y retráctil, el fuselaje y las superficies de cola del Su-9 son parecidas a las del Su-7, pero a diferencia de las alas en flecha de éste, el Su-9 utiliza alas en delta en un ángulo de 53 grados.