Các model F-16 đã được tiêu thụ với số lượng nhiều và cũng có nhiều phiên bản cải tiến. Các gói sản xuất gồm cả những phiên bản một và hai chỗ ngồi. Một Chương trình Nâng cấp theo Giai đoạn Đa quốc gia (MSIP) phức tạp đã được đưa ra để dần nâng cấp chiếc F-16 và có hiệu lực áp dụng nâng cấp với những chiếc đã được giao hàng.

F-16A/B

F-16A/B là chiếc đầu tiên được trang bị radar xung doppler AN/APG-66 của Westinghouse, động cơ tuốc bin cánh quạt Pratt & Whitney F100-PW-200 14.670 lbf (64.9 kN), 23.830 lbf (106.0 kN) khi sử dụng buồng đốt lần hai. Không quân Hoa Kỳ đã mua 674 chiếc F-16A và 121 chiếc F-16B, việc giao hàng đã hoàn thành tháng 3 năm 1985.

Gói 1Những gói ban đầu (Gói 1/5/10) với sự khác biệt nhỏ giữa từng chiếc. Đa số chúng sau đó đã được nâng cấp theo tiêu chuẩn Gói 10 đầu thập niên 1980. Có 94 chiếc thuộc Gói 1, 197 chiếc Gói 5, và 312 chiếc Gói 10 đã được chế tạo. Gói 1 là phiên bản sản xuất ban đầu với nón mũi sơn màu đen.Gói 5Thực tiễn cho thấy chiếc nón mũi màu đen là một đặc điểm nhận dạng dễ dàng ở tầm xa đối với những chiếc thuộc Gói 1, vì thế màu nón mũi sau đó được đổi thành xám khó nhận biết hơn với những chiếc thuộc Gói 5. Trong thời gian hoạt động của chiếc F-16 Gói 1, thực tế cho thấy nước mưa có thể đọng tại một số điểm bên trong thân máy bay, vì thế các lỗ thoát nước đã được khoan vào phần thân trước và đuôi cho những chiếc máy bay Gói 5.Gói 10Liên bang Xô viết đã giảm đáng kể số lượng titan xuất khẩu cuối thập niên 1970, vì thế các nhà sản xuất F-16 đã phải dùng nhôm thay thế. Các biện pháp mới cũng được áp dụng: nhôm nhăn được cho thêm vào bề mặt epoxy của máy bay Gói 10, thay thế phương pháp nhôm rỗ tổ ong dán vào bề mặt epoxy của những chiếc sản xuất trước kia.Gói 15Thay đổi lớn đầu tiên của F-16, máy bay Gói 15 có cánh ổn định ngang lớn hơn, tăng thêm hai mấu cứng tại cửa hút khí dưới mũi, radar AN/APG-66 cải tiến, tăng tải trọng cho các mấu cứng dưới cánh. F-16 đã được trang bị radio Have Quick II UHF. Để giải quyết tải trọng tăng do hai mấu cứng mới, cánh ổn định ngang được mở rộng thêm 30%. Máy bay gói 15 là biến thể với số lượng chế tạo lớn nhất của F-16, với 983 đã được chế tạo. Chiếc cuối cùng đã được giao cho Thái Lan năm 1996.Gói 15 OCUTừ năm 1987 máy bay Gói 15 đã được chuyển giao theo tiêu chuẩn Nâng cấp Khả năng Hoạt động (OCU), với các đặc điểm như, động cơ tuốc bin cánh quạt F100-PW-220 cải tiến với các giao diện điều khiển số, khả năng sử dụng các tên lửa AGM-65, AMRAAM, và AGM-119 Penguin, các biện pháp phản công và buồng lái được nâng cấp, máy tính mạnh hơn và các cổng dữ liệu. Trọng lượng cất cánh tối đa của nó tăng lên tới 37.500 lb (17.000 kg). 214 chiếc đã được nâng cấp theo tiêu chuẩn này, và một số chiếc thuộc Gói 10 và trước đó.Gói 20150 chiếc Gói 15 OCU cho Cộng hòa Trung Hoa (Đài Loan) với khả năng cao nhất của những chiếc F-16 C/D Gói 50/52: mấu cứng mang AGM-45 Shrike, AGM-84 Harpoon, AGM-88 HARM, và LANTIRN. Các máy tính trên khoang chiếc máy bay thuộc Gói 20 cao cấp hơn nhiều so với trên các phiên bản trước đó, với tổng tốc độ tính toán lên tăng hơn 740 lần và tổng dung lượng bộ nhớ tăng 180 lần so với máy bay thuộc Gói 15 OCU.

F-16C/D

Gói 25Chiếc F-16C Gói 25 cất cánh lần đầu tháng 6 năm 1984 và đi vào phục vụ trong Không quân Hoa Kỳ vào tháng 9. Chiếc máy bay này được trang bị radar AN/APG-68 của Westinghouse, khả năng tấn công chính xác ban đêm và sử dụng động cơ tuốc bin cánh quạt Pratt & Whitney F100-PW-220E, giao diện điều khiển số. Không quân Vệ binh Quốc gia và Bộ chỉ huy Đào tạo và Huấn luyện Không quân là những bên sử dụng duy nhất loại biến thể này với 209 chiếc đã được chuyển giao.Gói 30/32Chiếc máy bay đầu tiên thuộc dự án Thay thế Động cơ Máy bay chiến đấu theo đó máy bay có thể được trang bị các động cơ Pratt & Whitney truyền thống hay lần đầu tiên được trang bị General Electric F110. Những chiếc có số '0' cuối sử dụng động cơ GE, những chiếc có số '2' cuối sử dụng động cơ Pratt & Whitney.
Chiếc F-16 đầu tiên thuộc Gói 30 đi vào hoạt động năm 1987. Những khác biệt chính gồm tên lửa sử dụng AGM-45 Shrike và AGM-88 HARM. Từ Gói 30D máy bay được trang bị cửa hút khí lớn hơn thích hợp với loại động cơ GE, những chiếc thuộc Gói 32 không được sửa đổi theo cách này. 733 chiếc đã được chế tạo và giao hàng tới sáu nước. Máy bay Gói 32H/J được biên chế về phi đội thuyết trình bay Thunderbird của Không quân Mỹ được thành lập năm 1986 và 1987 và gồm một số trong những chiếc F-16 cũ nhất của Không quân. Những chiếc Gói 30 đã được nâng cấp thêm nhiều với Hệ thống Hoa tiêu Quán tính (EGI) từ Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GPS) cho phép sử dụng bom JDAM và các vũ khí có độ chính xác cao khác (Xem danh sách Gói 50 dưới đây). Khả năng này cộng với thiết bị chỉ điểm mục tiêu Grumman LITENING làm tăng khả năng và thời gian sử dụng của những chiếc máy bay gói này. Những chiếc theo thiêu chuẩn Gói 30 căn bản thường được gọi là Viper Drivers bởi phiên bản F-16C++ (đánh vần là 'plus plus').Gói 40/42 (F-16CG/DG)Đi vào sử dụng năm 1988, Gói 40/42 là biến thể tấn công mọi thời tiết/ngày và đêm cải tiến với hệ thống chỉ điểm mục tiêu LANTIRN, khả năng hoạt động ban đêm khiến nó được đặt tên "Night Falcons". Gói này được tăng cường khả năng chất tải ngoài để mang LANTIRN, radar và thiết bị thu GPS. Từ năm 2002 Gói 40/42 đã tăng danh sách vũ khí có thể sử dụng gồm JDAM, JSOW, WCMD và (tăng cường) EGBU-27. Cũng được tích hợp vào gói này là các hệ thống ánh sáng tương thích ANVIS. Thiết bị TCTO (Time Compliance Technical Order) bổ sung cho các hệ thống tương thích NVIS đã được hoàn thành năm 2004. 615 chiếc máy bay đã được chuyển giao cho 5 nước.Gói 50/52 (F-16CJ/DJ)Gói 50/52 lần đầu tiên được giao hàng cuối năm 1991; những chiếc máy bay được trang bị Hệ thống định vị toàn cầu/Hệ thống dẫn đường quán tính cải tiến. Máy bay có thể mang thêm nhiều loại vũ khí tiên tiến hơn; tên lửa AGM-88 HARM, JDAM, JSOW và WCMD. Máy bay Gói 50 sử dụng động cơ F110-GE-129 Trong khi những chiếc Gói 52 dùng động cơ F100-PW-229.F-16C Gói 52+ của Không quân Ba LanGói 50/52 Plus (F-16U)Do Không quân Ba Lan đặt hàng. Máy bay được trang bị hệ thống điện tử hiện đại nhất (gồm cả Hệ thống Ngụy trang Kéo theo ALE-50) và đã tích hợp sẵn khả năng sử dụng Conformal Fuel Tanks (CFTs). Ngày 9 tháng 11 năm 2006, thông tin được tiết lộ cho biết những chiếc F-16 của Ba Lan sẽ được đặt tên là Jastrzab (Hawk). Những chiếc F-16 này sẽ có khả năng phục vụ hạn chế vào năm 2008 và những chiếc cuối cùng sẽ được giao hàng vào năm 2012. Không quân Hy Lạp đã đặt hàng phiên bản này với CFT. Tất cả khung những chiếc "Plus" hai chỗ ngồi đều được lắp đặt Avionics Dorsal Spine mở rộng làm tăng thêm thể tích 30 feet khối (850 L) để lấy chỗ cho thêm các hệ thống điện tử và chỉ làm tăng rất ít trọng lượng cũng như lực cản. Phiên bản này thỉnh thoảng được gọi là F-16U và là nền tảng của F-16E/F Gói 60.[cần dẫn nguồn] Không quân Cộng hoà Singapore (RSAF) cũng đặt hàng các phiên bản hai chỗ ngồi của Gói 52+. Đơn hàng mới nhất của Singapore gồm một kiểu máy bay được đồn là có tính năng giống hệt với loại hiện đại F-16I, nhưng được đặt tên định danh khác nhằm tránh một số chi tiết nhạy cảm. Các phiên bản D+ mới nhất do Không quân Cộng hòa Singapore đặt hàng có cùng kiểu ăngten, vị trí cảm biến, kiểu bố trí buồng lái với F-16I. Những chiếc máy bay này cũng được trang bị hệ thống ngắm tích hợp trên mũ bay DASH-3, thùng dầu phụ 600-Gallon, CFT, AMRAAM, HARM và các vũ khí chỉ điểm laser, hoàn toàn thích hợp cho các nhiệm vụ tầm xa. Không quân Pakistan đã đặt hàng 18 chiếc F-16 Gói 52 Plus với quyền lựa chọn mua thêm 18 chiếc khác như một phần của gói vũ khí $5.1. Những chiếc F-16 của Pakistan sẽ được trang bị AIM-120C5 AMRAAM, AIM-9M-8/9, JDAM, Harpoon Block II, Hệ thống tín hiệu tích hợp trên mũ bay, CFT và có thể cả IRIS-T.F-16I (bên dưới) với hai chiếc F-16D tại Căn cứ Không quân Edwards năm 2004F-15 và F-16 của không quân Hoa KỳF-16IGói 50/52 cho Lực lượng Phòng vệ Israel - Không quân, với gần 50% hệ thống điện tử Israel thay thế cho các hệ thống Hoa Kỳ (như thiết bị ngụy trang kéo theo của Israel thay thế cho ALE-50). Các hệ thống thay thế của Israel cho phép các cuộc diễn tập có thể được thực hiện độc lập với các hệ thống chỉ huy dưới đất, và thiết bị ngắm tích hợp trên mũ bay cũng là một trang bị tiêu chuẩn. F-16I cũng có những thùng nhiên liệu phụ do Công nghiệp Hàng không Israel tự chế tạo. F-16I được Lực lượng Phòng vệ Israel/Không quân gọi là Sufa (Cơn bão). Chiếc máy bay sử dụng F100-PW-229 tương đương với những chiếc F-15I của Lực lượng Phòng vệ Israel/Không quân. Tháng 9 năm 1997 Israel đã đưa ra yêu cầu và lựa chọn F-16 thay vì F-15 vào tháng 7 năm 1999. Một hợp đồng "Peace Marble V" được ký kết ngày 14 tháng 1 năm 2000 với một hợp đồng kế tiếp được ký ngày 19 tháng 12 năm 2001 cho tổng cộng 102 chiếc. Chuyến bay đầu tiên của F-16I diễn ra ngày 23 tháng 12 năm 2003, tiếp theo là đợt giao hàng đầu tiên cho Lực lượng Phòng vệ Israel/Không quân ngày 19 tháng 2 năm 2004.[37]F-16 CCIPCommon Configuration Implementation Program (CCIP) là chương trình với mục tiêu tiêu chuẩn hóa toàn bộ những chiếc F-16 thuộc các Gói 40/42/50/52 F-16 lên mức 50/52 để đơn giản hóa quy trình huấn luyện và bảo dưỡng. Chương trình trị giá 2 tỷ dollar này được đưa ra tháng 9 năm 2001. Ngoài ra, CCIP sẽ được tích hợp khả năng Link-16 kết nối dữ liệu với MIDS để chia sẻ thông tin với máy bay đồng minh, và Hệ thống tín hiệu tích hợp trên mũ bay (JHMCS) với mục đích tương thích sử dụng AIM-9X.[38]

F-16E/F

F-16 tại triển lãm hàng không Paris 2007Gói 60Dựa trên F-16C/D, chúng có đặc điểm có khả năng mang thùng dầu phụ trong và các hệ thống điện tử cũng như radar cải tiến; loại này chỉ được bán cho Các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất. Động cơ F110-132 của General Electric là sự phát triển của model -129 và có tỷ lệ 32.500 lbf (144 kN). Một khác biệt chính so với những chiếc f-16 thuộc những gói trước đó là radar quét mạng điện tử chủ động (AESA) AN/APG-80 của Northrop Grumman. Gói 60 cho phép máy bay mang tất cả những loại vũ khí tương thích với Gói 50/52 cũng như ASRAAM và Tên lửa đối đất AGM-84E (SLAM). Thùng dầu phụ cung cấp thêm 450 US gallon (2.045 lít) nhiên liệu tăng tầm và thời gian hoạt động. Đặc điểm này giúp giải phóng mấu cứng treo ngoài cho vũ khí. Kênh dữ liệu MIL-STD-1553 được thay thế bằng MIL-STD-1773 kênh dữ liệu quang với khả năng xử lý dữ liệu lớn gấp 1000 lần. Trên lý thuyết, chiếc máy bay có thể được Không quân Hoa Kỳ đặt mua, nhưng trên thực tế Không quân cho thấy ít quan tâm tới việc mua thêm F-16 mới trong bối cảnh họ đã có một phi đội máy bay lớn tại Trung tâm Bảo dưỡng và Cải tạo hàng không và đang có kế hoạch nhận những chiếc F-35 Lightning II mới vào cuối thập kỷ này.Một phiên bản một chỗ ngồi của General Dynamics F-16XL được đặt tên định danh là F-16E, biến thể hai chỗ ngồi được gọi là F-16F. Chiếc máy bay này đã bị Không quân loại và lựa chọn F-15E Strike Eagle trong những cuộc thử nghiệm Máy bay Chiến thuật Hiện đại hồi thập niên 1980.

F-16V Block 70/72

F-16V Block 70/72

Phiên bản mới của F-16 được Lockheed Martin giới thiệu ngày 15 tháng 2 năm 2012 tại Singapore Airshow 2012.[39] F-16V được trang bị radar quét mảng pha chủ động (AESA) AN/APG-83, máy tính và khung thân nâng cấp, cùng buồng lái cải tiến. Biến thể mới này được đặt định danh là "Viper", được thiết kế để tiệm cận với các máy bay chiến đấu thế hệ 5. Tuy vậy, không nên nhầm lẫn biến thể này với biến thể Lockheed F-16IN Block 70/72 "Super Viper" được định hướng cung cấp cho Ấn Độ và được đưa ra trình diễn trước đó trong Aero India Air Show 2009.[40]

F-21

Ngày 20 tháng 2 năm 2019, Lockheed Martin đã công bố kế hoạch phát triển dòng máy bay chiến đấu mới dựa trên cơ sở F-16V Block 70 được thiết kế đặc biệt theo yêu cầu của Không quân Ấn Độ.[41][42][43][44] Biến thể này được đặt định danh bởi nhà sản xuất là F-21, chúng sẽ được sản xuất ở Ấn Độ bởi liên doanh Lockheed Martin với Tata Advanced Systems trong một hợp đồng trị giá 15 tỷ dollars.[45][46]

Biến thể khác

F-16/79Biến thể sửa đổi xuất khẩu F-16A được thiết kế sử dụng loại động cơ tuốc bin phản lực đã lỗi thời J79 theo chỉ thị của Tổng thống Jimmy Carter về hạn chế phổ biến vũ khí bằng cách chỉ bán các loại vũ khí có khả năng thấp. Tuy nhiên, nhiều chiếc đặc thù đã được sản xuất, theo chính sách mới nới rộng hơn sau này của Tổng thống Carter và sự hủy bỏ lệnh cấm thời Tổng thống Ronald Reagan, cuối cùng không chiếc nào được bán. Pakistan đã được chào loại này nhưng đã từ chối.F/A-16Phiên bản F-16 sửa đổi mục đích chuyên biệt hỗ trợ tầm gần trên không. Chiếc F-16 được trang bị một pháo 30 mm GAU-13/A bốn nòng xuất phát từ loại pháo bảy nòng GAU-8/A đã được sử dụng trên chiếc A-10. Hai tư chiếc F-16A/B đã được sửa đổi theo kiểu này. Kiểu thiết kế này không mang lại thành công và kế hoạch đã bị hủy bỏ.F-16/101F-16A sửa đổi được thiết kế sử dụng động cơ tuốc bin cánh quạt General Electric F101 từ chương trình B-1A. GE đã cố sửa chữa động cơ để sử dụng cho máy bay chiến đấu, nhưng nó không bao giờ được chấp nhận cho loại F-16. Dữ liệu từ F-16/101 đã được sử dụng cho việc phát triển động cơ tuốc bin cánh quạt F110.F-16ADFGói cải tiến 15 thành những chiếc máy bay chiến đấu với nhiệm vụ đánh chặn cho Vệ binh Không quân Quốc gia (vì thế được đặt tên là Máy bay chiến đấu Phòng không). Bắt đầu năm 1989, 270 chiếc đã được nâng cấp. Hệ thống điện tử được cải tiến (gồm lắp đặt thêm một thiết bị dò IFF với các ăngten "bird slicing" IFF), và một đèn tín hiệu phía trước bên dưới buồng lái, để nhận dạng ban đêm. Đây là phiên bản duy nhất của Hoa Kỳ được trang bị tên lửa không đối không AIM-7 Sparrow. Bắt đầu từ năm 1994 các máy bay này đã được thay thể bằng các phiên bản F-16C mới hơn. Tới năm 2005 chỉ North Dakota ANG sử dụng biến thể này.F-16AMPhiên bản máy bay chiến đấu một chỗ ngồi cải tiến của F-16A. F-16AM được sử dụng trong Không quân Bỉ, Không quân Bồ Đào Nha, Không quân Hoàng gia Đan Mạch, Không quân Hoàng gia Hà Lan, Không quân Hoàng gia Na Uy và Không quân Pakistan.F-16A(R)Vài chiếc F-16A của Không quân Hoàng gia Hà Lan được trang bị các thiết bị trinh sát. Loại máy bay này được đặt tên định danh F-16A(R).F-16BMPhiên bản huấn luyện hai chỗ ngồi cải tiến của F-16B. F-16BM được sử dụng trong Không quân Bỉ, Không quân Bồ Đào Nha, Không quân Hoàng gia Đan Mạch, Không quân Hoàng gia Hà Lan, Không quân Hoàng gia Na Uy và Không quân Pakistan.F-2A/B(FS-X)Biến thể F-16 Nhật Bản do Mitsubishi Heavy Industries sản xuất, với sự hợp tác từ Lockheed Martin. Chiếc máy bay này lớn hơn và chủ yếu sử dụng các hệ thống điện tử Nhật Bản.F-16XLMột phiên bản cranked-arrow cánh tam giác được NASA sử dụng nghiên cứu hàng không, từng được coi là một đối thủ cạnh tranh tiềm tàng của chương trình Máy bay chiến đấu Chiến thuật Cải tiến, sau này loại F-15E Strike Eagle đã giành thắng lợi. Nếu F-16XL đi vào giai đoạn sản xuất, nó sẽ được đặt tên định danh F-16E/F (một/hai chỗ ngồi).[47] Hai chiếc đã được chế tạo, một phiên bản một chỗ ngồi, một phiên bản hai chỗ ngồi.RF-16C/F-16RPhiên bản trinh sát mang theo gói thiết bị ATARS.F-16 MLU(Nâng cấp giữa thời gian sử dụng) Một phiên bản cải tiến của F-16 A/B theo tiêu chuẩn Gói 50 cho Không quân Hoàng gia Hà Lan, Không quân Bỉ, Không quân Pakistan, Không quân Hoàng gia Đan Mạch, Không quân Hoàng gia Na Uy và Không quân Bồ Đào Nha. Chiếc máy bay này được đặt tên là F-16AM và F-16BM.F-16N22 máy bay Gói 30 được giao hàng cho Hải quân Mỹ sử dụng làm đối thủ giả. Những chiếc máy bay này được giao hàng trong giai đoạn 1987-1988. VF-126 và Navy Fighter Weapons School (NFWS) (hay TOPGUN) điều hành chúng tại NAS Miramar. Các phi đội bảo vệ bờ biển phía Đông là VF-43 tại NAS Oceana và VF-45 tại NAS Key West. Mỗi phi đội có một TF-16N và 5 F-16N, ngoại trừ TOPGUN có 7. Vì cường độ cao liên tục trong huấn luyện chiến đấu, cánh của những chiếc máy bay này bắt đầu rạn và Hải quân đã thông báo cho chúng nghỉ năm 1994 và gửi tới AMARC năm 1995. Khi được dùng làm máy bay địch giả, chúng nổi bật với màu sơn lòe loẹt. Đa số máy bay F-16N của Hải quân được sơn tông ba màu xanh xám kiểu "con ma". TOPGUN có một số chiếc lòe loẹt hơn: tông ba màu xa mạc, một xanh nhạt và một xanh lá cây với các dấu hiệu Hải quân. VF-126 cũng có một chiếc duy nhất sơn màu xanh. Năm 2002 Hải quân bắt đầu nhận 14 chiếc F-16A và kiểu B từ AMARC vốn được dự định xuất khẩu cho Pakistan trước khi có lệnh cấm vận. Chúng được NSAWC N7 (TOPGUN) dùng làm đối thủ giả trong huấn luyện và được sơn các tông kỳ lạ.TF-16NBốn chiếc hai chỗ ngồi đã được chuyển giao cho Hải quân Mỹ làm đối thủ giả trong huấn luyện. Mỗi phi đội trong ba phi đội địch giả của Hải quân đều được trang bị F-16 và TOPGUN có một chiếc phiên bản này.KF-16120 do Korean Aerospace Industries (KAI) chế tạo theo giấy phép của Lockheed Martin trong những năm 1990. Có hai biến thể của KF-16; 12 chiếc KF-16 đầu tiên được chuyển giao cho Không quân Đại Hàn Dân Quốc (ROKAF) năm 1994, dựa trên kiểu F-16C/D Gói 32. Các biến thể thứ hai, được giới thiệu năm 1994,[48] là kiểu F-16C/D Gói 52 hiện đại hơn. Tới 2.500 thiết bị đã được thay đổi so với nguyên bản trên chiếc F-16C/D[48], điều này khiến chiếc máy bay được đặt tên là KF-16 chứ không phải F-16K. Tất cả những chiếc KF-16 đều có khả năng phóng tên lửa đối hạm Harpoon.F-16 VISTA / MATV / NF-16DMáy bay thực nghiệm F-1 của Lockheed-Martin với bộ phận phụt chỉnh hướng. Chương trình VISTA được coi là thành công, những bộ phận phụt chỉnh hướng (TVC) không bao giờ được đưa vào các phiên bản chiến đấu.AFTI/F-16