Với một loạt các cải tiến hệ thống điện tử hàng không, MK2 được thiết kế dành riêng cho các nhiệm vụ của một máy bay tấn công trên biển, vì vậy các máy bay do Trung Quốc đặt mua hiện đang được Không quân Hải quân Trung Quốc sử dụng. MK2 cũng có đặc tính C4ISTAR tốt hơn (C4ISTAR - hệ thống chỉ huy, điều khiển, truyền tin, máy tính, tình báo, giám sát, bắt mục tiêu và trinh sát) so với MKK.

Máy tính tác nhiệm

Máy tính tác nhiệm MVK ban đầu được thay thế bởi MVK-RL, với những đặc tính tốt hơn.

Thiết bị hiển thị thông số bay

2 màn hình LCD màu đa chức năng MFI-9 178 × 127 mm (7 × 5 in) bố trí ở buồng lái trước và 1 màn hình MFI-9 và MFI-10 204 × 152 mm (8 × 6 in) được bố trí ở buồng lái phía sau thay thế cho 4 màn hình LCD đa chức năng MFI-10-5 158 mm x 211 mm. Cấu hình của hệ thống hiển thị giống với Su-30MKK, nhung những màn hình mới có độ tin cậy cao hơn.

Hệ thống quang điện tử

Một trong những nâng cấp hệ thống điện tử quan trọng nhất của Su-30MK2 là việc kết hợp một số thiết bị quang điện tử có vỏ bọc (electro-optical (optronic) pod), đây cũng là một phần nâng cấp đối với những chiếc Su-30MKK ban đầu. hai loại optronic pod của Nga bán cho Trung Quốc dành cho Su-30MK2, nhưng các kiến trúc mở và các mẫu thiết kế tiên tiến khác cho phép máy bay cũng mang được các optronic pod do Trung Quốc sản xuất. Khả năng này của Su-30MK2 đã được thêm vào những chiếc Su-30MKK ban đầu trong quá trình nâng cấp. Optronic pod của Nga bao gồm:

• Thiết bị bắt ngắm mục tiêu có vỏ bọc Sapsan-E: Sapsan-E được phát triển bởi Nhà máy cơ khí quang học Ural, nó có trọng lượng 250 kg, dài 3 mét đường kính là 0,39 mét. Tầm quét từ +10 độ đến -15 độ, và hệ thống này bao gồm các camera TV và thiết bị chỉ thị laser/ Hệ thống này được thiết kế để bổ sung vào hệ thống quang điện tử OEPS-30MK-E đặt ở phần mũi của máy bay.
• Thiết bị trinh sát có vỏ bọc M400: thiết bị này được phát triển bởi Phòng thiết kế Canopy, đây là một thiết bị có vỏ bọc lớn đặt ở giữa 2 động cơ. So với Sapsan-E, M400 còn trang bị thêm các thiết bị khác nhau như: camera TV/IR, camera quang học và radar quét ngang. Radar quét ngang có tầm quét tối đa trên 100 km với độ phân giải 2 mét, trong khi tầm hoạt động tối đa của cả camera IR và TV là trên 70 km. Độ phân giải của camera TV/IR là 0,3 mét và 0,4 mét đối với camera quang học. Hệ thống cũng có thể được sử dụng để phát hiện các vùng cấm (blind spot) phía sau máy bay để cung cấp thông tin mục tiêu cho các tên lửa không đối không bắn ra phía sau, nhưng khả năng này không được sử dụng bởi người Trung Quốc. Hệ thống cũng có khả năng khóa mục tiêu trên biển.
• Thiết bị quang điện tử do Trung Quốc tự sản xuất bao gồm FILAT và thiết bị dẫn đường có vỏ Blue Sky, có thể được gắn lên máy bay sau khi sửa đổi hệ thống trên máy bay. Giống như việc kết hợp các thiết bị tác chiến điện tử nội địa Trung Quốc như BM/KG300G và KZ900 cho Su-30MKK. Theo các khẳng định của Trung Quốc, việc nâng cấp nội địa đối với Su-30MKK/MK2 suôn sẻ và dễ dàng hơn so với việc nâng cấp Su-27SK ban đầu, nhờ vào tiêu chuẩn phương Tây MIL-STD-1553 mà Nga áp dụng cho Su-30MKK.

Radar trên máy bay

Năm 2000, Trung Quốc đã đặt mua radar mảng pha quét điện tử bị động có tên gọi là Sokol (Falcon), được thiết kế bởi Phazotron, trong khi radar vẫn đang phát triển, có tin rằng Trung Quốc góp vốn từng phần hoặc tham gia vào việc phát triển, nhưng thông tin trên không được kiểm chứng. 20 chiếc radar đã được giao vào năm 2004 sau khi việc phát triển hoàn thành vào cuối năm 2003, và radar được lắp đặt trene Su-30MK2. Tầm quét tối đa, công suất đỉnh và trung bình của radar Sokol vẫn giống với các thông số của radar Zhuk-MSE trên Su-30MKK, nhưng số lượng mục tiêu lớn nhất có thể cùng theo dõi trên thực tế đã giảm xuống 40%, từ 20 mục tiêu ban đầu xuống còn 12. Tuy nhiên, số lượng mục tiêu có thể cùng tấn công một lúc lại tăng từ 4 lên 6 mục tiêu, vẫn sử dụng hệ thống phụ SUV-VEP của hệ thống điều khiển hỏa lực trên máy bay. Đường kính của mạng ăng ten tăng lên đến 980 mm so với 960 mm của radar Zhuk-MS/MSE. Góc quét ngang của radar là 170 độ và góc quét dọc của radar từ -40 độ đến +56 độ. Radar có 3 máy thu, thu được 37 dB. Khi sử dụng đối phó với các mục tiêu dưới mặt đất như một tàu khu trục, tầm hoạt động tối đa tăng lên 300 km. Radar Sokol có khả năng không được trang bị trên những chiếc Su-30MKK ban đầu trong quá trình nâng cấp.

Đầu những năm 2000, Nga đã cấp phép xuất khẩu radar mảng quét điện tử bị động trang bị ăng ten Pero được thiết kế bởi Tikhomirov cho Trung Quốc. Ăng ten Pero có thể dễ dàng tích hợp vào hệ thống radar N001VEP hiện có mà không phải sửa đổi gì đáng kể, người ta chỉ việc đơn giản thay thế mảng hai chiều có rãnh ban đầu, và khi thay thế ăng ten Pero mới vào thì hiệu suất sẽ tăng lên. Nâng cấp ăng ten Pero cho phép các radar đồng thời tiêu diệt 6 mục tiêu trên không hay 4 mục tiêu dưới đất, tầm phát hiện mục tiêu tăng lên 190 km. Radar với ăng ten Pero có tên là radar Panda (Gấu trúc).

Tuy nhiên, Trung Quốc không chấp nhận lời đề nghị khi Nga đưa ra gói nâng cấp Pero vì đối thủ cạnh tranh của Tikhomirov là Phazotron đã giới thiệu cho Trung Quốc radar mảng pha mới được cho là có hiệu suất tốt hơn, theo lời đồn là Zhuk-MSF. Ngoài ra để dễ dàng cho việc tích hợp, lợi thế của mảng quét điện tử bị động Pero trang bị cho radar Panda là trọng lượng. Tất cả các radar khác giới thiệu trang bị cho nâng cấp Su-30MK2 đều bị tăng trọng lượng đáng kể, do đó trọng tâm của máy bay sẽ thay đổi, dẫn đến phải sửa đổi lại khung máy bay và thiết kế lại hệ thống điều khiển bay. Vấn đề như vậy không tồn tại nếu radar Panda được áp dụng vì nó chỉ tăng trọng lượng thêm 20 kg, trong khi đó người ta sẽ thiết kế lại thiết bị hiển thị trước mặt (HUD) giảm trọng lượng đi 20 kg, như vậy trọng tâm của máy bay vẫn không đổi. Điều này đã được phòng thiết kế Timkhomirov đưa ra và được xác nhận bởi cả phòng thiết kế Sukhoi và Russkaya Avionika cho các phóng viên phương tiện truyền thông tại Triển lãm hàng không Chu Hải 2006 ở Trung Quốc, các phòng thiết kế tuyên bố sửa đổi đã hoàn thành thành công. Tuy nhiên Trung Quốc đã không đưa ra quyết định cuối cùng, và rất nhiều nguồn của Nga và Trung Quốc đều nói rằng các HUD do Trung Quốc tự sản xuất có hiệu suất tốt hơn và trọng lượng nhẹ hơn nhiều, và Trung Quốc như vậy đã thông qua kế hoạch riêng của mình về hệ thống điện tử hàng không trong qua trình nâng cấp tiếp theo, nhưng các thông tin chưa được xác nhận bởi cả nguồn của phương Tây và nguồn chính thức từ chính phủ của Trung Quốc và Nga.

Để đáp lại các thông tin trên, Tikhomirov đã giới thiệu cho Trung Quốc radar mảng quét điện tử bị động N-011M Bars, đây là radar trên máy bay mạnh nhất của Nga so với bất kỳ loại radar nào trên các máy bay đã được xuất khẩu, nhưng Trung Quốc một lần nữa lại từ chối lời đề nghị. Nhiều người cho rằng lý do loại bỏ của Trung Quốc là vì họ đã phát hiện ra cùng vấn đề với Ấn Độ khi có một quá trình đánh giá loại radar này: dù radar mảng quét điện tử bị động N-011M Bars có tầm hoạt động lớn hơn và khả năng chống nhiễu tốt hơn, nhưng nó có vấn đề về tính chính xác và xác định đúng mục tiêu ở tầm xa, trong khi những người khác lại tin rằng lý do của Trung Quốc rất đơn giản là họ không muốn một hệ thống giống với hệ thống mà Ấn Độ đang sử dụng. Tuy nhiên cả hai lý do trên đều trái với lời giải thích chính thức của chính phủ Trung Quốc: radar mới có trọng lượng năng hơn 650 kg và khiến trọng tâm của máy bay bị thay đổi lớn, do đó làm mất hiệu suất khí động học và trọng tải vũ khí trang bị của Su-30MKK, radar mới nặng hơn radar của Su-30MKI, bởi vì cả hai đặt trên hai khung máy bay khác nhau hoàn toàn, một thực tế đã được xác nhận bởi Jane's all the World's Aircraft. Nếu radar mới có thể được chấp nhận, cánh mũi phải thêm vào và phần mềm điều khiển bay sẽ phải sửa đổi đối với Su-30MKK để đạt được mức độ hiệu suất như trước đó, và vì vậy, ngoài số tiền lớn được bỏ ra cho các radar mới đắt hơn, một số tiền lớn khác cũng đã được chi để nâng cấp máy bay, điều này được coi là không kinh tế và đơn giản là không được Trung Quốc chấp nhận.