KF-21與第5代隱身戰鬥機的最大區別是無彈倉設計，採用外掛方式攜帶武器等載荷。全機有6個翼下外掛點、4個機腹半埋外掛點和2個機側傳感器外掛點。在全掛載狀態下，機身雷達反射面積將變大。
動力與航電系統方面，KF-21採用雙發布局，安裝2台美國通用電氣公司的F414-GE-400K型渦輪風扇發動機。在其驅動下，KF-21最高時速1.8馬赫，雖仍不具備高空高速與超音速巡航性能，但足以為執行任務提供可靠的動力輸出。
KF-21採用國產有源相控陣雷達，由韓國防部下屬國防科學研究所主導開發，韓華系統公司具體研製。另據此前瑞典薩博集團消息，這一技術來自該公司的轉讓。分析認為，考慮到美國此前拒絕向韓國提供有源相控陣雷達技術，韓國從歐洲尋求支持亦在情理之中。
除雷達外，KF-21座艙前方還安裝有紅外跟蹤與搜索系統。該系統通過被動探測紅外輻射跟蹤目標，具有較好的隱蔽性，並能引導空空導彈進行攻擊，目前已成為各國先進戰機標配。它可以在雷達不開機的情況下搜索目標，幫助戰機隱蔽接敵。另外，KF-21的兩個機側傳感器外掛點還可掛載各種電子吊艙，增強態勢感知和電子對抗能力。
KF-21配有先進玻璃座艙，採用整塊多功能彩色顯示屏，代替了傳統的儀表盤和小尺寸顯示屏。另外，原型機上還配備新型衍射平顯系統，飛行員也將配備頭盔瞄准系統，以增強近距離空戰中的快速反應能力。
武器系統方面，據報道，首批量產型KF-21僅具備空對空作戰能力，掛載“流星”中遠程空空導彈和IRIS-T近距空空導彈。前者射程超過100千米，後者擁有紅外導引頭和矢量推進發動機，兩種導彈搭配使用，將使KF-21具備較強的空戰能力。未來第二批KF-21將增加空對地作戰能力，配備各種精確制導炸彈和反坦克集束炸彈，甚至空對地巡航導彈等。此外，KF-21機身上部右側內部還有一門M61A1型20毫米“火神”航炮。由於該炮被布置在左側進氣道上方，且炮口未進行隱身處理，增加了機體的雷達反射面積。
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