Không giống như những máy bay chiến đấu trên các tàu sân bay đương thời của Mỹ, như F-14 Tomcat, Su-33 được thiết kế để sử dụng đường băng cất cánh kiểu nhảy cầu (ski jump) thay vì máy phóng khi cất cánh từ tàu sân bay. Kiểu này cung cấp nhiều lợi thế: khi cất cánh nó sẽ không tạo ra áp lực cho khung máy bay và phi công, cho phép trọng lượng máy bay nhẹ hơn vì ít phải tăng cường cấu trúc khung và ngăn ngừa được sự mất tri giác do gia tốc lớn (G-LOC, G-induced loss of consciousness). Đồng thời, với kiểu nhảy cầu, máy bay có thể có được toàn bộ lực đẩy có đốt sau sớm hơn, vì nó được ghìm lại bởi đế chặn chứ không phải bởi những chốt móc của máy phóng. Khi đã lên không máy bay sẽ có được góc tấn công lớn, làm tăng thêm tốc độ bay góc lên cao đạt được trong khi gia tốc, giúp lên cao tốt hơn. Phương pháp này yêu cầu máy bay ổn định hơn và cơ động được tại tốc độ thấp. Ở mặt tiêu cực, máy bay cất cánh kiểu này không thể mang tải trọng nặng, trừ khi trọng lượng cất cánh tối đa rất thấp như kiểu Hawker Siddeley Harrier và các phiên bản của nó. Máy bay lớn không thể cất cánh từ đường băng kiểu nhảy cầu, nên giới hạn việc áp dụng kiểu này chỉ cho các tàu sân bay chiến thuật.

Những cánh mũi của Su-33 được rút ngắn lại để rút ngắn khoảng cách cất cánh và cải thiện khả năng cơ động, nhưng cũng yêu cầu thiết kế lại cạnh trước cánh mở rộng. Cánh mũi cân đối lại lực ép xuống sinh ra do cánh chính và cánh sau, giảm bớt tốc độ hạ cánh xuống 1.5 lần. Nó cũng đóng vai trò gây mắt ổn định trong khi bay với tốc độ siêu âm, bằng cách giảm bớt lực cản cắt dốc. Diện tích cánh cũng được tăng thêm, dù sải cánh vẫn có kích thước như cũ. Cánh chính có thể được gấp lại bằng điện và cánh đuôi ngắn hơn cho phép chứa máy bay trong khoang chứa máy bay thường rất đông đúc. Mỏm sau cũng được rút ngắn và sửa đổi để chứa bộ phận móc ở đuôi. Hệ thống dẫn đường và dò mục tiêu hồng ngoại (IRST) được đổi chỗ cho tầm nhìn xuống tốt hơn, và gắn thêm một ống tiếp nhiên liệu trên không dạng chữ L có thể thu vào được để tăng tầm bay.

Các tên lửa dẫn đường mà Su-33 có thể mang như KH-25MP, Kh-31 và H-41. Máy bay có thể sử dụng trong cả ngày lẫn đêm trên biển. Nó có thể vận hành dưới sự giúp đỡ của trung tâm đièu khiển trên tàu, hay phối hợp với máy bay trực thăng cảnh báo trên không Kamov Ka-31 (một phiên bản của Ka-27). Tên lửa R-27EM cung cấp cho Su-33 khả năng ngăn chặn các tên lửa đối hạm.

Ngoài vai trò phòng thủ trên không, các nhiệm vụ khác của Su-33 bao gồm: tiêu diệt các phương tiện chống tàu ngầm đối phương (ASW), máy bay cảnh báo và chỉ huy trên không (AWACS), máy bay vận tải, chống tàu chiến, hỗ trợ đổ bộ, hộ tống, trinh sát và thả mìn.