Su-30MK có khả năng thực hiện các nhiệm vụ đa dạng khác nhau, trong bất kỳ điều kiện thời tiết, môi trường khắc nghiệt, bất kể ngày hay đêm và khoảng cách.

Đây là máy bay đa chức năng được trang bị đầy đủ phù hợp với toàn bộ một chuỗi những kịch bản chiến thuật và hoạt động chiến đấu, nó được thay đổi từ nhiệm vụ không chiến (bao gồm chiếm ưu thế trên không, phòng không, tuần tra trên không và hộ tống), thành tấn công mặt đất, chống hệ thống phòng không của địch (SEAD), ngăn chặn trên không, hỗ trợ mặt đất và tấn công mục tiêu trên biển. Đồng thời, Su-30MK có thể thực hiện chống gây nhiễu điện tử ECCM và cảnh báo sớm trên không, cũng như ra lệnh và điều khiển một nhóm thực hiện nhiệm vụ chung.

Góc tấn

Hình dạng khí động học của Su-30MK cho phép nó dễ dàng thay đổi các động tác khi bay. Để tăng hiệu suất nâng và khả năng bay thao diễn của máy bay, cánh mũi đã được trang bị. Nó có thể tự động điều chỉnh độ lệch để đảm bảo khả năng kiểm soát bay tại những góc tấn lớn. Tuy nhiên, cánh mũi chỉ được trang bị trên một số phiên bản của Su-30 như Su-30MKI.

Động tác bay rắn hổ mang Pugachev

Hình dạng khí động học tổng hợp, được kết hợp với khả năng kiểm soát điều chỉnh hướng phụt của động cơ, đã mang đến những khả năng thao diễn bay chưa từng có và những đặc trưng cất cánh và hạ cánh độc nhất vô nhị. Trang bị với hệ thống lái số fly-by-wire, Su-30MK có khả năng thực hiện vài động tác thao diễn mà chỉ có thể thực hiện được trên những máy bay chiến đấu hiện đại của Nga. Bao gồm động tác rắn hổ mang Pugachev và biểu diễn quay tròn, máy bay quay 360° trong khi đang bay lên hoặc lao xuống trên một mặt phẳng mà không bị mất độ cao. Trong động tác thao diễn bay bổ nhào quay tròn có điều khiển, máy bay thực hiện vài vòng quay đầy đủ trong mặt phẳng ngang, với tốc độ gần về không, lúc này động cơ bị tắt, sau đó nó được khởi động lại để lấy lại độ cao cho máy bay.

Động cơ

Động cơ của máy bay là 2 động cơ phản lực cánh quạt tỷ lệ vòng thấp Saturn AL-31FP. Cung cấp lực đẩy sau khi đốt nhiên liệu lần 2 là 245 kN (25.000 kgf), đạt vận tốc Mach 2, nó có tốc độ 1.350 km/h tại độ cao thấp, và vận tốc leo cao là 230 m/s.

Nó có thể mang thông thường 5.270 kg nhiên liệu trong các thùng chứa (không tính nhiên liệu trong các thùng chứa phụ), Su-30MK có khả năng thực hiện liên tục nhiệm vụ trong 4.5 giờ trong phạm vi 3.000 km. Trong khi bay, nếu được tiếp nhiên liệu trên không thì nó có thể duy trì 10 giờ bay nhiệm vụ với tầm bay là 8.000 km trên độ cao hành trình từ 11 đến 13 km.

Khả năng bay xa đã tăng đáng kể những chọn lựa nhiệm vụ. Những sứ mệnh có thể thay đổi từ tuần tra, hộ tống thành đánh chặn tầm xa và những cuộc tấn công không đối đất.

Hệ thống điều khiển hướng phụt động cơ 2D

Các miệng ống phụt của động cơ có thể uốn xuống hoặc bẻ lên, thay đổi hướng chênh lệch 15° (với những trục quay được định vị tại vị trí góc 32° ở mỗi động cơ) cho phép điều khiển lực đẩy theo mọi hướng. Phụ thuộc vào động tác thao diễn sẽ được thực hiện, những góc lệch có thể được điều khiển để tạo lực đẩy như ý muốn, những miệng ống động cơ có thể được đồng bộ hóa hoặc khác với những thao tác của cánh đuôi nằm ngang của máy bay. Phiên bản Su-30MKI có hệ thống điều khiển hướng phụt động cơ 2D (2D TVC - 2D Thrust Vectoring Control) đầu tiên.

Phi hành đoàn

Phi hành đoàn 2 người đã làm tăng đáng kể những khả năng chiến đấu, do phân công hơp lý công việc giữa các phi công. Trong khi phi công đầu tiên lái máy bay, điều khiển vũ khí và thực hiện các động tác thao diễn dogfight, phi công thứ 2 sử dụng các thiết bị điện tử để xác định mục tiêu cho các vũ khí dẫn đường không đối không và không đối đất tầm xa, theo dõi màn hình chiến thuật để đảm bảo nhận thức về vị trí của máy bay, thực hiện lệnh và điều khiển trong khi thực hiện nhiệm vụ theo nhóm.

Hệ thống điện tử

• Radar: nó có thể lựa chọn một trong số các loại radar xung Doppler sau: N001VE, Phazotron N010 Zhuk-27, N011M BARS (radar quét mảng pha điện tử bị động). N011M BARS có khả năng phát hiện và theo dõi mục tiêu mạnh, lên đến 15 mục tiêu trên không, trong khi có thể đồng thời tấn công 4 mục tiêu trong số đó. Radar N011M BARS có thể dò tìm các mục tiêu lớn trên biển trong khoảng cách lên đến 400 km (248.5 mi), máy bay ném bom cỡ lớn ở cự ly 200 km và các mục tiêu là tiêm kích cỡ nhỏ trong khoảng cách 120 km (74.5 mi). Khả năng này vượt trên radar APG-63V(1) trang bị cho F-15C/D Eagle của Mỹ (tầm phát hiện mục tiêu trên không là 110–160 km tùy kích thước mục tiêu, theo dõi 14 mục tiêu và đồng thời tấn công 4 mục tiêu trong số đó).
• Hệ thống điện tử khác bao gồm một hệ thống ngắm bắn và dẫn đường tích hợp, với một hệ thống dẫn đường con quay laser; hệ thống hiển thị trên mũ phi công, màn hình hiển thị trước buồng lái HUD, màn hình LCD hiển thị đa chức năng với khả năng hiển thị trộn lẫn hình ảnh; và một hệ thống GPS (tương thích GLONASS/NAVSTAR).
• Hệ thống dò tìm tia hồng ngoại và laser để tìm kiếm và điều khiển vũ khí tấn công các mục tiêu kích thước nhỏ. Hệ thống này rất hữu dụng trong việc đối phó với các mục tiêu mà radar khó phát hiện như máy bay tàng hình (máy bay tàng hình được thiết kế để có mức độ bộc lộ trước radar rất thấp, nhưng mức độ phát ra tia hồng ngoại thì vẫn tương tự như máy bay thường do đều phải sử dụng động cơ phản lực tỏa ra nhiều nhiệt).
• Máy bay được cung cấp phương tiện chống gây nhiễu điện tử ECCM và đối phó với các thiết bị điện tử quang học của đối phương.
• Máy bay có chế độ lái tự động trong mọi giai đoạn bay, gồm bay thấp trong mọi địa hình, bay riêng và theo nhóm chống lại mục tiêu trên không - mặt đất - trên biển. Hệ thống điều khiển tự động được kết nối với hệ thống dẫn đường để đảm bảo máy bay bay đúng đường, tự động tiếp cận địch, tìm được đường về căn cứ và hạ cánh tự động.

Vũ khí

Su-27PU có 8 giá treo vũ khí, trong khi Su-30MK có 12 giá treo vũ khí: 2 giá treo ở đầu cánh 3 giá treo dưới mỗi cánh, dưới mỗi động cơ có 1, và 2 giá treo tại điểm tiếp giáp giữa động cơ và cánh. Tải trọng vũ khí tối đa của mọi phiên bản là 10,4 tấn vũ khí, còn Tải trọng chiến đấu là 8 tấn vũ khí ("tải trọng chiến đấu" là lượng vũ khí tối đa mà máy bay có thể mang theo mà vẫn có thể tác chiến hiệu quả, còn "tải trọng vũ khí tối đa" là lượng vũ khí lớn nhất mà máy bay có thể mang theo khi cất cánh (nhưng không thể tác chiến hiệu quả do tầm bay bị rút xuống quá ngắn), vì vậy cùng 1 máy bay thì tải trọng tối đa luôn lớn hơn khá nhiều so với tải trọng tác chiến). Phiên bản Su-30MKK được một số nguồn cho rằng có thể mang nhiều vũ khí hơn so với Su-30MKI nhờ sử dụng một số bộ phận làm bằng composite khiến khung thân nhẹ hơn.

• 1× pháo GSh-30-1 30 mm 150 viên đạn

• Tên lửa không đối không: 6× R-27ER1 (AA-10C), 2× R-27ET1 (AA-10D), 6× R-73E (AA-11), 6× RVV-AE (AA-12)

• Tên lửa không đối đất: 6× Kh-31P/Kh-31A tên lửa chống radar, 6× Kh-29T/L tên lửa dẫn đường bằng laser, 2× Kh-59ME, 1x Kh-41

• Bom: 6× KAB 500KR, 3× KAB-1500KR, 8× FAB-500T, 28× OFAB-250-270