殲-20采用單座、雙發、全動、雙垂尾、DSI鼓包式進氣道，鴨式氣動布局，上倒鴨翼，尖拱邊條。機頭和機身呈菱形，垂尾向外傾斜，起落架艙門采用鋸齒狀邊緣設計，機身采用深黑色塗裝，而殲20(2012)采用類似F22的亮銀灰色塗裝。側彈艙采用創新結構，可提前對外密封導彈發射掛架，配備國內最先進的新型空空導彈。
首架工程驗證機於2011、11在成都首飛，於2014+02日下午在編號為2015的殲20上首飛。
作為中國第五代重型隱身戰鬥機，殲20集成了世界上許多優秀戰鬥機的設計。這些技術包括:
(1)美制F-22的菱形機頭和整體鍍金艙口蓋從2011號開始改為F-35的內置加強筋的整體艙口蓋。推斷艙口蓋變薄，跳傘更及時，為拋蓋節省了0.3-0.4秒。
(2)美國F-35的光電分布式孔徑系統(EODAS)也被技術人員集成到殲20戰鬥機上。殲-20是世界上第二種使用EODAS的戰鬥機。[8]
(3)美制F-35的改進型DSI進氣道(殲20是下壹代可調DSI的進氣道)。
編號2011-殲 20
(4)美軍F22彈艙布局:機腹下部為主彈艙，機腹兩側為戰鬥彈艙。不僅如此，為了增強隱身能力，殲20還在彈艙上使用了先進的鋸齒狀艙門。
(5)中國J-10的鴨翼改裝(中國五代采用上反鴨翼，與下反主翼同翼面配合，產生渦升力效應)；
(6)對許多四代機(如美國F/A-18)采用的大邊條翼身壹體化設計的修改；
(7)俄羅斯T-50的全動垂尾(殲20是全動差動垂尾)和推力矢量(其實殊途同歸)；
(8)俄羅斯米格1.44的後機身設計修改(窄間距雙發噴管、寬間距外傾雙垂尾和腹鰭等。——都屬於超音速減阻措施)。