Многофункциональная РЛС дальностью обзора воздушных целей до 120 км позволяет сопровождать до 10 объектов и вести обстрел 4 целей одновременно.
Кабина выполнена в виде цельнобронированной капсулы с использованием титановой брони (толщина до 17 мм), бронирован и расходный бак самолёта. В общей сложности на самолёте почти полторы тонны брони – что резко повышает «живучесть» машины и защищённость экипажа.

На Су-34 установлены двухконтурные турбореактивные двигатели с регулируемым соплом АЛ-31Ф. Именно они позволяют самолёту набирать скорость до 1900 км/ч. Их производят на Уфимском моторостроительном производственном объединении (УМПО) и АО НПЦ «Салют»

Максимальный взлётный вес самолёта достигает 45 тонн, радиус действия может превышать 2000 км. Бомбардировщик оснащён системой дозаправки в воздухе, которая позволяет дополнительно увеличивать дальность полёта.

Самолёт способен подниматься на высоту до 15 км и нести на себе до 8 тонн боевой нагрузки — 12 ракет класса «воздух-земля» или «воздух-воздух», а также неуправляемые ракеты и бомбы.

Впервые Су-34 применялись в ходе войны в Южной Осетии в качестве прикрытия действий ударной авиации, ведя радиоэлектронную борьбу с элементами грузинской ПВО.
Сейчас сделанные в Новосибирске бомбардировщики принимают участие в военной операции России в Сирии для атак позиций боевиков ИГИЛ.

Стоимость одного самолёта Су-34 — 1,5 млрд рублей.
В рамках действующей госпрограммы вооружения, ВВС должны получить 124 самолёта к 2020 году и полностью заменить ими Су-24.