Dù chưa có những thông tin đáng tin cậy về các đặc điểm kỹ thuật của PAK-FA, nhưng qua những cuộc phỏng vấn với các nhân vật trong Không quân Nga, mọi người cho rằng đó sẽ là một chiếc máy bay tàng hình, có khả năng bay siêu thanh, được trang bị các loại tên lửa không đối không, không đối đất, và chống ngầm thế hệ mới nhất, cũng như sử dụng rađa AESA. Nó sẽ được trang bị động cơ AL-41F hay một biến thể của loại động cơ này. Những thông báo cho thấy nó sẽ hơi lớn hơn Mikoyan MiG-29 nhưng không lớn bằng Sukhoi Su-27. Nó có cánh đuôi đứng xoay toàn bộ, cánh phụ phía trước cánh chính. Cánh viền trước cánh thay đổi được khiến nó có khả năng thao diễn tốt. Động cơ thế hệ thứ năm đang được phát triển để thay thế cho động cơ đang dùng cho hai bản thử nghiệm. Các vũ khí mới như tên lửa không đối không tên lửa đất đối đất mới, bom điều khiển, tên lửa chống hạm hoặc rađa mới, các loại vũ khí này như một phần của PAK FA. Hình dáng của PAK FA có một phần kế thừa từ dòng Sukhoi Su-27 nhằm đạt được tính thao diễn cơ động tốt bằng cách hi sinh một số chỉ tiêu về mặt tàng hình. Người Nga đang cố thiết kế một máy bay vượt trội so với các máy bay thế hệ thứ năm khác trước khi máy bay thế hệ thứ sáu bắt đầu phát triển. Theo một thông tin không chính thức thì PAK FA sẽ được trang bị ngụy trang điện tử,[cần dẫn nguồn] nghĩa là máy bay sẽ chụp ảnh thời gian thực rồi chiếu lên lớp vỏ đặc biệt, nhưng điều này rất khó trong lúc công nghệ của Nga chưa phát triển để áp dụng nhưng công nghệ tiên tiến như vậy. FGFA và phiên bản dành riêng cho Ấn Độ sẽ có những khách biệt để đáp ứng nhu cầu của Không quân Ấn Độ.

Hiện không chắc chắn loại máy bay nào của Hoa Kỳ sẽ là đối thủ của PAK-FA. Tuy một số người cho rằng đó sẽ là chiếc Lockheed Martin F-35 Lightning II, các thông tin chưa cho thấy rõ ràng rằng đối thủ có thể là chiếc Lockheed Martin F-22 Raptor. Vì chưa có những thông tin chính thức nào khác, hiện không thể kết luận chắc chắn về vấn đề này. Vì thế, các nhà phân tích sẽ phải đợi tới khi những đặc điểm kỹ thuật của nó được công bố. Những nhà phân tích dự đoán tốc độ tối đa của nó sẽ gần mức Mach 2.83 (3.255 km/h); và chờ đợi xem làm thế nào chiếc máy bay có thể đạt tới tốc độ đó[cần dẫn nguồn]. Liên bang Nga đã phê chuẩn bản thiết kế cuối cùng của PAK FA, nó vẫn đang được bảo mật.

Radar chống tàng hình

Su-57 được trang bị tổ hợp vô tuyến điện tử đa năng tích hợp (MIRES) Sh121, gồm radar N036 Byelkaư và hệ thống tác chiến điện tử L402 Himalayas. Bản thân N036 không phải một đài radar đơn lẻ, nó được cấu thành từ radar mảng pha quét điện tử chủ động (AESA) N036-1-01 ở mũi máy bay, cùng 4 cụm radar N036B-1-01 và N036L-1-01 ở hai bên sườn và diềm trước cánh của tiêm kích Su-57. Đây là cấu hình radar rất tiên tiến, giúp cho Su-57 thực hiện chiến thuật "beaming" (chiếu tia) hiệu quả hơn mọi loại chiến đấu cơ khác, cho phép nó liên tục theo dõi mục tiêu trong nhiều điều kiện khác nhau, không phụ thuộc vào góc giữa hai phi cơ. Giải pháp này đến nay vẫn là độc quyền của Nga và chưa quốc gia nào làm được.

Điểm độc đáo của các radar trên T-50 là số lượng phần tử thu phát vượt trội bất cứ máy bay chiến đấu nào trên thế giới nhờ các tiến bộ công nghệ về rađa. Dựa vào các hình ảnh được công bố thì radar trên T-50 được bố trí ở hai vị trí, thứ nhất là các rađa bước sóng dài mức dm thiết kế bởi Tikhomirov NIIP, dùng band-L chuyên dụng đối phó mục tiêu tàng hình được lắp trên mép cánh chính (ưu điểm quan trọng của radar photon vi sóng là an-ten radar có thể được chế tạo thành một tấm mỏng gắn trực tiếp lên thân máy bay). Thứ 2 là radar chính N050 được lắp ở mũi giống như máy bay truyền thống. Như vậy Su-57 có thêm hai rađa phụ vuông góc hai bên, cho phép tăng góc quét gấp nhiều lần các máy bay chiến đấu hiện tại trên thế giới (vốn chỉ có 1 rađa nằm ở mũi), giải pháp này sẽ giúp loại bỏ việc sử dụng lắc cơ khí để tăng góc quét của radar chính, đồng thời làm tăng góc quét lên mức rất cao. Ngoài ra còn có đề xuất gắn thêm rađa ở hai cánh đuôi đứng của T-50 và phần đuôi giữa hai động cơ giống của các máy bay dòng Sukhoi Su-27 để tăng góc quét lên tối đa.

Từ năm 2020, một loại rađa thế hệ mới được chế tạo, radar quang-điện tử quét mảng pha chủ động (ROFAR). ROFAR là thế hệ radar cải tiến dựa trên nền tảng radar mảng định pha chủ động (AESA) kết hợp với công nghệ phát photon. Khi được bắn vào không khí, các chùm photon sẽ có khả năng tiếp nhận nhiều thông tin quan trọng về mục tiêu như hình dạng, vị trí, tốc độ, nhiệt độ, thậm chí cả thành phần hóa học của sơn từ mục tiêu phản xạ trở lại. Từ các photon phản xạ về, radar lượng tử có thể mô phỏng chính xác hình dạng 3D của vật thể, giúp ê kíp điều khiển dễ dàng phân loại mục tiêu. Radar photon được xem là sẽ đưa công nghệ radar bước sang một kỷ nguyên phát triển mới: vi sóng có khoảng cách phát hiện xa, hiệu suất chuyển đổi năng lượng đến 60% (radar truyền thống chỉ đạt được 30%), độ ồn tín hiệu/âm thanh thấp hơn 100 lần so với radar thông thường. Hơn nữa, băng thông phát xung radar mới rộng gấp hàng chục lần so với radar truyền thống, độ phân giải trong phạm vi hoạt động của radar có thể tăng đến hàng chục lần.

Khác biệt lớn nhất của ROFAR so với AESA hiện nay là việc mở rộng băng tần hoạt động với sự góp mặt hệ thống phát chùm quang tử photon kết hợp với sóng radar truyền thống. Việc có thể thay đổi hỗn hợp các chế độ làm việc và mở rộng băng tần quét radar ở bước sóng tới 100 GHz, ROFAR có lợi thế rất lớn vì chưa máy bay tàng hình nào có khả năng đối phó hiệu quả với nó. Một trong những ưu điểm của công nghệ sóng photonic là giảm đáng kể kích thước và khối lượng tổng thể nhờ việc chuyển từ sử dụng dải sóng radio sang dải sóng quang có bước sóng ngắn hơn rất nhiều. Các thiết bị gây nhiễu của đối thủ phải có công suất mạnh hơn thời điểm hiện tại từ 3-4 lần mới có thể gây ảnh hưởng tới dải sóng công tác của radar ROFAR.

Các máy bay tàng hình hiện nay thường được trang bị công nghệ giúp hấp thụ sóng radio phát từ radar. Phương pháp truy tìm dựa trên chùm photon thì không bị ảnh hưởng bởi các kỹ thuật này. Khi hạt photon va phải thứ gì đó như máy bay tàng hình, nó sẽ bị dội ra và lệch hướng, sự thay đổi trạng thái của photon va chạm với máy bay sẽ ngay lập tức được phản ánh trong trạng thái của photon giữ cố định trong radar do hiệu ứng rối lượng tử, và phép đo khoảng thời gian này sẽ là dữ kiện giúp tính toán vị trí lẫn tốc độ của máy bay tàng hình đối phương.

Nhờ nguyên lý này, radar ROFAR thậm chí có thể thu được hình ảnh 3D trực tiếp của máy bay đối phương với độ phân giải ảnh cao hơn vài chục lần so với radar thông thường. ROFAR không chỉ có hiệu quả trong việc xác định vị trí mục tiêu và còn giúp phi công biết rõ mục tiêu có hình dạng như thế nào (tức là có thể biết rõ máy bay đối phương là loại gì, đang mang theo loại vũ khí nào). Góc quét rađa rộng và sử dụng dải sóng dài khiến T-50 có thể phát hiện mục tiêu ở rất xa, kể cả đối với máy bay tàng hình, giúp nó đối đầu hiệu quả với bất cứ máy bay chiến đấu nào của phương Tây (kể cả các máy bay tàng hình thế hệ 5 như F-22 Raptor) mà vẫn chiếm ưu thế tuyệt đối.

Với việc được trang bị hệ thống radar ROFAR, tiêm kích Su-57 có thể dễ dàng phát hiện mục tiêu tàng hình cách xa tới 500 km, vượt hơn hẳn các máy bay tiêm kích thế hệ 5 khác chỉ được trang bị radar AESA như F-22, F-35... Vì vậy, có những tuyên bố cho rằng Su-57 không hẳn là máy bay tiêm kích thế hệ 5, mà đúng hơn phải là "thế hệ 5+".

Hệ thống trinh sát quang - điện tử

Su-57 sử dụng cụm cảm biến quang - điện tử 101KS Atoll ở trước mũi, tương tự các tổ hợp trinh sát và theo dõi hồng ngoại (IRST) trên tiêm kích thế hệ 4 và 4+ của Nga trước đó. Máy bay phương Tây thường ít được trang bị IRST nên phải mang cụm cảm biến gắn ngoài khi làm nhiệm vụ.

Ưu điểm của IRST là vận hành theo nguyên lý thụ động, không phát tín hiệu đánh động mục tiêu. Nó xác định tín hiệu nhiệt từ động cơ máy bay đối phương, rất hữu ích cho việc phát hiện phi cơ tàng hình, vốn khó bị bám bắt bởi radar. Nhờ hệ thống này, Su-57 có thể âm thầm tấn công mục tiêu mà không cần bật radar dò tìm, đây là một yếu tố quan trọng trong những chiến thuật kiểu tấn công bất ngờ: việc bật radar dò tìm sẽ khiến máy bay phát ra tín hiệu điện từ, các thiết bị cảnh báo của đối phương có thể sẽ dò ra nguồn phát và khiến cuộc công kích mất đi tính bất ngờ, trong khi đó thiết bị IRST hoạt động mà không phát ra nguồn tín hiệu nào nên máy bay đối phương sẽ không thể dò thấy.

Tổ hợp 101KS Atoll còn được trang bị nhiều cảm biến phát hiện tên lửa tiếp cận (MAWS) và hai bộ phát laser định hướng năng lượng cao, nó cho phép máy bay phát hiện các mối đe dọa đang lao tới, đặc biệt là tên lửa tầm nhiệt vốn không phát ra tín hiệu radar. Nếu nhận diện được mục tiêu, một trong hai cụm laser sẽ phát ra chùm tia làm mù đầu dò tên lửa tầm nhiệt, giải pháp này hiệu quả hơn các loại mồi bẫy nhiệt truyền thống. Với việc lắp chúng, Su-57 là tiêm kích tiên phong trong lĩnh vực này.

Điều khiển UCAV

Tiêm kích Su-57 có thể phối hợp và điều khiển loại UCAV tàng hình Sukhoi S-70 Okhotnik-B, biến chúng trở thành bộ đôi chiến đấu cơ uy lực. S-70 cũng có khả năng tàng hình, nó có trọng lượng khoảng 20 tấn và tốc độ tối đa ở độ cao thấp là 1.400 km/h, trần bay của S-70 là 18 km và phạm vi bay là 6.000 km. Nó mang được 2,8 tấn vũ khí bao gồm tên lửa hành trình, bom chính xác, vũ khí không đối không, vũ khí không đối hạm, nó có thể thay thế hoàn toàn máy bay có người lái trong các tình huống đặc biệt nguy hiểm.

Chiếc Sukhoi Su-57 dường như cũng đóng vai trò nền tảng thử nghiệm những công nghệ có thể được ứng dụng trên Okhotnik, làm tăng khả năng tương thích giữa hai loại phi cơ. Trong một trận không chiến, S-70 sẽ là phương tiện chiến đấu tăng cường, mở rộng phạm vi trinh sát của máy bay tiêm kích, tìm kiếm mục tiêu và đồng tham gia tấn công tiêu diệt. Tính năng chiến đấu này được thử nghiệm trong chuyến bay đôi đầu tiên Su-57 với S-70 Okhotnik vào năm 2019. Okhotnik cũng sẽ được triển khai cho nhiệm vụ tiêu diệt hệ thống phòng không, sở chỉ huy và thông tin liên lạc đối phương trong giai đoạn đầu xung đột, mở đường cho chiến đấu cơ có người lái tham chiến.

Bộ đôi Su-57 và Okhotnik cũng giúp hiện thực ý tưởng tác chiến mạng trung tâm, trong đó những chiếc Su-57 sẽ trở thành trung tâm chỉ huy cho lực lượng bộ binh, phòng không và các phi đội máy bay khác. Phát triển UCAV có khả năng phối hợp tác chiến với máy bay có người lái, trong đó Okhotnik đóng vai trò 'đồng đội hộ tống' của Su-57 là hướng đi của không quân trong tương lai mà Mỹ cũng đang nghiên cứu.

Tàng hình

Sukhoi PAK FA sẽ là chiếc máy bay tàng hình đầu tiên được Nga sử dụng. Giống như F-22, PAK FA tích hợp các kỹ thuật tàng hình như hình dáng giẹp phẳng ở phần đầu và các góc cạnh răng cưa trong các họa tiết lớp sơn.[33] Cửa hút khí dài hẹp sẽ che đi phần lớn bề mặt ép của động cơ, và máy bay cũng sẽ trang bị hệ thống chắn sóng vô tuyến tựa như loại F/A-18E/F để che bề mặt nén ở khắp các phía. Khả năng tàng hình của PAK FA rõ rệt nhất ở bán cầu trước. Dự tính PAK FA có khả năng làm giảm tiết diện rađa xuống còn một quả bóng quần vợt nhìn từ góc tối ưu.[34]

Sukhoi Su-57 sử dụng một loại sơn dựa trên cấu trúc nano nguyên tử sắt được sắp xếp đặc biệt, có khả năng hấp thụ sóng rađa chiếu tới thành nhiệt năng. Hệ số hấp thụ của lớp sơn đạt tới 99,5%, tức là gần như toàn bộ sóng rađa chiếu vào mục tiêu được bảo vệ đều bị hấp thụ và chuyển đổi. Loại sơn phủ này có khả năng bám rất tốt dù máy bay di chuyển ở tốc độ gấp vài lần tốc độ âm thanh, đây là ưu điểm vượt trội so với đối thủ F-35 của Mỹ, bởi theo những thông tin được chính Không quân Mỹ xác nhận thì mỗi khi F-35 bay vượt tường âm thanh (Mach 1,2) thì lớp sơn tàng hình của nó sẽ bị bong tróc, khiến F-35 bị mất khả năng tàng hình.

Động cơ

Những chiếc T-50 sản xuất loạt đầu tiên sẽ được trang bị Al-41F-1 (tên khác là AL-117), gần giống như động cơ Al-117S của Su-35[35] Động cơ này có lực đẩy tối đa 147 kN khi đốt nhiên liệu phụ trội.

Theo giám đốc Trung tâm phân tích Chiến lược và Công nghệ Nga (ACT) Ruslan Pukhov thì T-50 phiên bản thử nghiệm đang bay bằng động cơ của các máy bay thế hệ 4+, động cơ mới dùng riêng cho T-50 sẽ tiếp tục được phát triển. Trung tâm Khoa học và Công nghệ Liynki (Hiệp Hội Khoa học và Sản xuất Saturn) đã thử nghiệm động cơ mới có những đặc tính vượt trội so với những động cơ cho máy bay thế hệ thứ năm của nước ngoài trên máy bay PAK FA vào năm 2014. Động cơ mới sẽ có trọng lượng nhẹ hơn 30% so với động cơ AL-117S vốn được dùng trên Su-35, chi phí cho vòng đời ít hơn 30% và giá thành có thể rẻ hơn. Còn động cơ cho PAK FA khi thử nghiệm đã mang lại nhiều kết quả ngoài mong đợi, được xem là có giá thành chế tạo rẻ hơn so với động cơ 117S, ngoài ra kinh phí bảo dưỡng cũng được cho là hạ thấp đến mức tối đa vì thế loại động cơ này có thể sẽ được thay thế dần cho động cơ AL-117S ở những biến thể máy bay thế hệ thứ 4.

Năm 2016, Nga đã thử nghiệm động cơ vector mới là “Sản phẩm 30” (Izdeliye 30). Với “Sản phẩm 30”, máy bay chiến đấu Su-57 sẽ có thể đạt được tốc độ hành trình siêu thanh Mach 1,5. Động cơ này có lực đẩy tối đa 107 kN khi chưa tăng lực và 176 kN khi đốt nhiên liệu phụ trội, vượt trội 13% so với động cơ F-119 PW-100 trên F-22 của Mỹ (có lực đẩy tối đa khi chưa tăng lực là 116 kN và đạt 156 kN khi đốt nhiên liệu phụ trội). Ngoài ra, Izdeliye 30 có tính năng TVC (hệ thống điều khiển lực đẩy động cơ) ba chiều, trong khi F-22 của Mỹ chỉ sử dụng TVC hai chiều. Tuy nhiên, do mục tiêu thiết kế rất cao nên Izdeliye 30 cần phải kéo dài thời gian thử nghiệm đến sau năm 2020.

Tự điều khiển

Năm 2020, Sukhoi Su-57 đã thực hiện chế độ bay không người lái trong quá trình thử nghiệm. Phi công vẫn ngồi trong buồng lái nhưng phần lớn các hạng mục bay được thực hiện hoàn toàn tự động bởi hệ thống phần mềm tự điều khiển giống như một "phi công điện tử" trên máy bay, còn phi công thực sự chỉ làm nhiệm vụ giám sát phần mềm tự động này.

Trước Su-57 thì đã có nhiều loại máy bay không người lái (UAV) được chế tạo. Tuy nhiên, các loại UAV này vẫn cần phi công điều khiển chứ không thể tự hoạt động (phi công ngồi trong buồng điều khiển đặt tại mặt đất, tín hiệu điều khiển truyền qua vệ tinh đến chiếc UAV, nếu tín hiệu điều khiển bị mất hoặc bị gây nhiễu thì chiếc UAV sẽ rơi). Còn Su-57 có khả năng tự động bay mà không cần phi công, tức là áp dụng công nghệ trí thông minh nhân tạo (AI). Đây là bước đột phá bởi quá trình điều khiển máy bay gồm hàng loạt các thuật toán và thông số hàng không phức tạp, đòi hỏi máy tính phải có khả năng tự học và tự làm quen để điều khiển máy bay.

Với khả năng này, Su-57 sẽ hiệu quả hơn các loại máy bay thế hệ thứ năm khác nhờ loại bỏ yếu tố con người trong việc nhận biết tình huống, thực hiện các thao tác bay cần sự tính toán phức tạp, giúp nâng cao tính năng cơ động và chiến thuật. Khi tính năng này được phát triển xa hơn, Su-57 hoàn toàn có thể trở thành một chiếc máy bay tiêm kích không người lái tương lai, tức là sẽ trở thành máy bay tiêm kích phản lực thế hệ thứ sáu.