Су-27 - одноместный, двухдвигательный реактивный истребитель завоевания превосходства в воздухе четвёртого поколения.
      Современная аэродинамическая компоновка, высокая тяговооружённость благодаря мощным и экономичным двухконтурным турбореактивным двигателям, большой запас топлива, широкий диапазон высот и скоростей полёта, высокоэффективный комплекс радиоэлектронного оборудования, современное управляемое ракетное вооружение обеспечивают его высокую эффективность при перехвате воздушных целей, позволяют ему уверенно вести ближний маневренный воздушный бой, а также дальний ракетный перехват воздушных целей. Опытный самолёт Су-27 совершил первый полёт 20 апреля 1981 г.
      Самолёт выполнен по нормальной балансировочной схеме, имеет интегральную аэродинамическую компоновку с плавным сопряжением крыла и фюзеляжа, образующих единый несущий корпус. Конструкция цельнометаллическая с широким применением титановых сплавов. Фюзеляж типа полумонокок с круговым поперечным сечением. Носовая часть отклонена вниз. Лётчик располагается на катапультируемом кресле К-36ДМ, обеспечивающем аварийное покидание самолёта во всём диапазоне высот и скоростей полёта.
      Лётчик экипирован высотно-компенсирующим костюмом или высотным морским спасательным комплектом, защитным шлемом и комплектом кислородного оборудования ККО-5.
      Двигатели размещены в разнесённых гондолах, выполненных по схеме полумонокок. На первом Т-10-1 и ряде других опытных самолётов (Т-10-2, Т-10-5, Т-10-6, Т-10-9, Т-10-10, Т-10-11) были установлены ТРД АЛ-21Ф (использующиеся на других самолётах фирмы: Су-17, Су-24). На других опытных самолётах (первый из них Т-10-3 полетел 23 августа 1979 г.) и серийных машинах применены АЛ-31Ф. На рекордном самолёте П-42 установлены ТРДДФ Р-32 (2x133.37 кН, 2x13600 кГс).
      АЛ-31Ф эксплуатируется в широком диапазоне высот и скоростей полёта, устойчиво работает на режимах глубокого помпажа воздухозаборника на числах M=2 в условиях плоского, прямого и перевёрнутого штопора. Системы ликвидации помпажа, автоматического запуска в полёте, встречного запуска основной и форсажной камер обеспечивают надёжность силовой установки при применении бортового оружия.
      Двигатель имеет большой ресурс. При ремонте двигателя в эксплуатационных условиях можно поменять шесть, а на аварийных заводах - все 14 блоков. Ресурс двигателя поднят до ресурса самолёта.
      Воздухозаборники прямоугольные регулируемые, размещены под наплывами крыла и оснащены отклоняемыми сетками для защиты от попадания в двигатели посторонних предметов. Они обеспечивают устойчивую работу двигателей на любых углах атаки, во всём диапазоне скоростей полёта. Расположение поверхности торможения воздухозаборника - горизонтальное, для предотвращения попадания пограничного слоя в воздухозаборник клин торможения отодвинут от поверхности несущего корпуса, а между крылом и клином образована щель для слива ПС. Отсос ПС осуществляется также через перфорацию на третьей ступени клина. Механизация воздухозаборника - подвижные панели регулируемого клина и створки подпитки на нижней поверхности. Регулируемый клин состоит из связанных между собой передней и задней пдвижных панелей. На боковой поверхности воздухозаборников установлены антенны станции предупреждения об облучении.
      Для достижения большей дальности беспосадочного полёта предусмотрен значительно больший относительный объём топливных баков-отсеков, чем у других отечественных и зарубежных истребителей третьего и четвёртого поколений: баки занимают практически весь внутрифюзеляжный объём средней части фюзеляжа, центроплана и консолей крыла. Общая ёмкость топливных баков (три в фюзеляже и центроплане и один в консолях крыла) около 12000 л (9400 кг при плотности топлива 0.785 кг/дм³). Установка подвесных баков на исходном Су-27 не предусмотрена.
      Бортовая импульсно-доплеровская РЛС имеет антенну диаметром 1076 мм с электронным сканированием по азимуту и механическим по углу места. РЛС способна гарантированно обнаруживать воздушные цели класса легкий истребитель на дальности до 80-100 км в передней полусфере и 30-40 км - в задней, сопровождать на проходе до десяти целей и обеспечивать одновременный пуск ракет по двум целям. БРЛС может вести поиск и сопровождение целей на фоне земли или морской поверхности. Дополняющая радиолокационный комплекс оптико-электронная прицельная система обнаруживает скоростные воздушные цели на удалении до 40 км в передней полусфере по ракурсу и 90-100 км - в задней. Аппаратура приборного наведения с земли осуществляет вывод перехватчика на цель в директорном или автоматическом режиме.
      БРЭО способно запоминать программу полёта до 8 путевых точек и помнить расположение трёх аэродромов.
      Вооружение самолётов Су-27 и Су-27УБ подразделяется на стрелково-пушечное и ракетное. Стрелково-пушечное вооружение представлено встроенной автоматической скорострельной одноствольной пушкой калибра 30 мм типа ГШ-301 разработки ОКБ В.П.Грязева и А.Г.Шипунова, установленной в наплыве правой половины крыла. Боекомплект пушки 150 патронов, темп стрельбы 1500 выстрелов в минуту. Ракетное вооружение Су-27 размещается на авиационных пусковых устройствах (АПУ), подвешиваемых на 10 точках: 6 под консолями крыла, 2 под гондолами двигателей и 2 под центропланом между мотогондолами. На самолёте может быть подвешено до шести управляемых ракет воздух-воздух средней дальности типа Р-27 с полуактивными радиолокационными (Р-27Р) или тепловыми (Р-27Т) головками самонаведения, а также их модификации с увеличенной дальностью полёта (Р-27ЭР, Р-27ЭТ). Масса ракеты в зависимости от модификации составляет 250-350 кг. На четырёх внешних подкрыльевых узлах могут быть подвешены управляемые ракеты малой дальности с тепловыми головками самонаведения типа Р-73. УР малой дальности имеют массу около 100 кг. На подфюзеляжных и двух подкрыльевых точках подвески возможна установка балочных держателей.
      На Су-27ИБ могут устанавливаться две противорадиолокационные ракеты Х-31, УР класса «воздух-поверхность» Х-29Т с телевизионным и Х-29Л с лазерным наведением, а также могут устанавливаться бомбы КАБ-150 и УАБ-500 с лазерным, телевизионным или ИК наведением. Управление УР Х-29 может осуществляться при помощи нашлемной системы.
      Серийный Су-27 способен носить бомбы калибром до 500 кг и общей массой до 6000 кг (пакеты ФАБ-250) на четырёх пилонах. Также возможно использование НУРС, КМГУ, выливных баков и прочего неуправляемого оружия класса «воздух-поверхность».
      Самолёты Су-27 серийно строятся в г. Комсомольске-на-Амуре с 1982 г. и находятся на вооружении России с 1984 г. В 1991 г. ВВС приняли решение развивать Су-27 как базовый самолёт и на его основе делать и разведчик, и истребитель-бомбардировщик, и постановщик помех, всепогодный перехватчик. 24 самолёта Су-27 проданы Китаю по 35 млн долл. за каждый оборудованный самолёт.
      По состоянию на начало 1996 года, Вооружённые Силы РФ располагают 450 Су-27, из которых более 300 находятся в авиации ПВО.
      За счёт уникальной аэродинамической схемы Су-27 способен на некоторое время выходить на углы атаки до 120° при сохранении направления движения. Данный маневр обозвали «коброй» или «коброй Пугачёва» по фамилии лётчика-испытателя ЛИИ, впервые продемонстрировавшем его на авиашоу. Эффективность использования «кобры» в ближнем воздушном бою обсуждается, но без сомнения, это маневр, заслуживающий пристального внимания, так как, к примеру, его можно использовать для атаки цели, находящейся сверху и захваченной системой целеуказания шлемом или для резкого торможения машины с целью пропустить более скоростного противника вперёд. Выполняется данная фигура высшего пилотажа путём отключения альфа-канала (канала продольной устойчивости) ЭДСУ. За счёт статической неустойчивости машина сама «встаёт на дыбы». Возврат в нормальный полёт происходит автоматически, так как с ростом угла атаки неустойчивость машины уменьшается и уже при углах атаки около 60° появляется пикирующий момент. Обнаружена данная особенность была в процессе исследования динамики полета на больших углах атаки на свободнолетающей модели самолета Су-27 проведенных в 1980 году.Тогда было отмечено, что при резком полном отклонении стабилизатора на кабрирование модель достигала углов атаки 85°, что существенно больше углов атаки статического балансировочногго режима (60°). При этом отсутствовало развитие бокового возмущения движения, модель парашютировала без значительных колебаний по курсу и крену; последуюая «отдача» стабилизатора в нейтральное положение возвращала модель на малые углы атаки. Это подтверждало полученные ранее данные продувок модели на больших углах атаки, которые свидетельствовали о наличии большого собственного (независимо от отклонения стабилизатора) пикирующего момента на углах атаки больше 60°.
      Су-27 и его модификации - единственные машины, способные выполнять «кобру». Некоторое подобие может делать МиГ-29, но там углы атаки не доходят до 90° и машина довольно заметно «приподнимается» в воздухе.