Lần đầu tiên trong lịch sử hàng không, Rafale mang một hệ thống tồn tại điện tử tích hợp được đặt tên SPECTRA với tính năng tàng hình dựa trên kỹ thuật phần mềm ảo.Nhưng cảm biến quan trọng nhất là radar quét điện tử thụ động đa phương thức Thales RBE2. Thales tuyên bố đã đạt tới một mức độ nhận thức tình huống cao nhất từ trước tới nay thông qua việc thám sát và theo dõi sớm nhiều mục tiêu trên không cho cận chiến và can thiệp tầm xa, các bản đồ ba chiều thời gian thực cho việc theo dõi mặt đất, và các bản đồ thời gian thực độ phân giải cao mặt đất cho hoa tiêu và ngắm mục tiêu.

Tuy nhiên, trong những trường hợp cần sự điều khiển, Rafale có thể sử dụng nhiều hệ thống cảm biến thụ động:

hệ thống cảm biến điện quang học (electro optical system) phía trước (front-sector) hay Optroniques Secteur Frontal (OSF), do Thales phát triển, hoàn toàn được tích hợp bên trong máy bay và có thể hoạt động cả ở tầm sóng nhìn thấy được và sóng hồng ngoại.

Hệ thống chiến tranh điện tử SPECTRA, được hợp tác phát triển giữa Thales và EADS France, khiến chiếc máy bay có khả năng tổn tại cao nhất trước những mối đe dọa từ trên không và dưới mặt đất.[cần dẫn nguồn]Các đường nối dữ liệu thời gian thực cho phép máy bay không chỉ liên lạc với các máy bay khác, mà còn với các trung tâm chỉ huy và điều khiển cố định, di động dưới mặt đất. Khi nhiệm vụ đòi hỏi, Rafale cũng có thể dùng thiết bị chỉ định điện quang học/laser DAMOCLES khiến nó có đủ khả năng LGB đầy đủ trong cả điều kiện ban ngày lẫn ban đêm, dù Không quân hiện có kế hoạch sử dụng các vũ khí xa (stand off) cho Rafale và vai trò LGB cho những chiếc Mirage 2000.

Các hệ thống trung tâm của Rafale sử dụng một thiết bị Điện tử Modul Tích hợp (Integrated Modular Avionics - IMA), được gọi là Thiết bị Xử lý Dữ liệu Modul (Modular Data Processing Unit - MDPU). Cơ cấu này đảm nhận mọi chức năng chủ chốt của máy bay như một Hệ thống kiểm soát bay, Tổng hợp Dữ liệu, Kiểm soát bắn, Giao tiếp phi công-máy bay, vẫn vân...

Lực lượng quân đội Pháp đã bỏ qua cảnh báo về vệc lây nhiễm của virus máy tính có thể ảnh hưởng đến máy bay và không tiến hành cài đặc các khả năng bảo vệ cần thiết nên các máy bay Rafale đã bị nhiễm một loại virus dành cho Window có tên Conficker khiến chúng không thể truy xuất vào cơ sở dữ liệu để có thể bay dẫn đến tất cả máy bay không thể cất cánh vì máy bay đã bị chiếm quyền điều khiển. Loại virus này đã bắt đầu lây lan từ ba tháng trước trên hệ thống mạng và việc này đã được cảnh báo cho lực lượng quân sự Pháp trước khi bị nhiễm và sau đó mới bắt đầu hành động. Bộ trưởng Bộ Quốc phòng Pháp nói không biết bao nhiêu máy tính hoặc hệ thống thông tin quân sự là những đối tượng đã bị lây nhiễm bởi loại virus này năm 2009[18].