Suốt những năm hậu Chiến tranh lạnh, các Tập đoàn hàng không của Nga đã liên tục cho ra các mẫu phát triển máy bay tiêm kích kết hợp oanh tạc cơ bởi lo sợ các mẫu máy bay kết hợp F/A (Fighter – Attacker) của Hoa Kỳ sẽ áp đảo và lấn lướt.
Trước khi Su-34 ra đời, “Kiếm thủ” Su-24 là oanh tạc cơ hiện đại nhất của Nga trong thập niên 70-80 của thế kỷ trước nhưng theo xu hướng của thế giới, người Nga đã lao vào cuộc chạy đua phát triển các loại máy bay đa nhiệm mang được nhiều vũ khí và các loại tên lửa, bom dẫn đường hơn nữa.
Ban đầu, Su-34 có tên gọi là Su-32MF nhưng đã được đổi tên từ năm 2005 và đi vào hoạt động trong Không quân Liên bang Xô Viết với tư cách là loại máy bay tiêm kích kết hợp giữa tốc độ và độ linh hoạt cơ động cao.
Nhìn bề ngoài, có thể thấy Su-34 nhỏ hơn so với máy bay “cánh cụp cánh xòe” F-111mà Mỹ từng sử dụng trong chiến tranh Việt Nam, nhưng sải cánh của nó dài hơn và diện tích cánh cũng lớn hơn so với F-111. Nhìn chung, Su-34 chính là “hậu duệ” của Su-24 nhưng mang một kiểu dáng mới dựa trên khung sườn của Su-27, kết hợp một số chi tiết đổi mới từ những người tiền nhiệm như Su-7, Mig-23M và Mig-27.
Các mẫu tiêm kích thế hệ mới của Sukhoi được phát triển dựa trên dự án Su-27 đã rất thành công trước đó. Sau một loạt các biến thể từ Su-27, các kỹ sư của Sukhoi bắt đầu phát triển mẫu máy bay tiêm kích kết hợp Su-27IB (Istrebityel Bombardirovshchik – Fighter/Bomber: máy bay tiêm kích và oanh tạc cơ kết hợp). Dự án này bắt đầu được phát triển từ những năm 1983, với hàng loạt các mẫu thử nghiệm ban đầu cho kết quả rất khả quan, họ đã được Bộ quốc phòng Liên bang Xô Viết chọn làm nhà phát triển mẫu máy bay tiêm kích/oanh tạc cơ kết hợp và dự án bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 1983.
Cho đến nay, sau hơn 30 năm nghiên cứu và phát triển, Su-27IB đã mang cái tên Su-32MF hay còn gọi là Su-34 “Fullback”. So với các thành viên trong gia đình Flanker của Sukhoi thì nó không có khác biệt là mấy, điểm khác biệt duy nhất chính là mũi máy bay, nó bè và không nhọn như các thành viên của gia đình Flanker.
Su-34 sử dụng buồng lái song song cho 2 phi công và tạo ra một khoảng không gian khá rộng rãi cho buồng lái này nhằm đáp ứng được nhu cầu tác chiến trong một thời gian dài trên không. Đây là một trong những mẫu tiêm kích mang được nhiều vũ khí nhất trên thế giới, việc thiết kế buồng lái song song chính là cách mà để tăng thêm không gian cho khoang chứa vũ khí và tăng thêm được 2 giá treo vũ khí bên dưới bụng của máy bay.
Hiện nay, vật liệu cấu thành của Su-34 vẫn còn là một ẩn số bởi Nga giấu kín các thông tin này với báo giới. Tuy nhiên, theo những báo cáo từ Châu Âu, lớp vỏ của Su-34 được cấu thành chủ yếu từ hợp kim titan ở thân máy bay, vật liệu composite ở cánh và đuôi máy bay, còn lại phần mũi máy bay được cấu thành từ phần lớn các hợp kim Aluminium-Magnesium cho độ bền cao và khả năng chịu lực rất tốt.
Phần mũi máy bay tập trung khá nhiều các bộ phận như radar và cảm biến được thiết kế chìm sâu vào bên trong chứ không lộ ra bên ngoài như các thành viên của gia đình Flanker nhằm tối ưu hóa được khả năng làm việc của chúng với mục đích là tấn công mặt đất.
Su-34 mang trên mình 2 động cơ độc lập Saturn AL-41F nhưng vẫn có nhiều tranh cãi về loại động cơ trang bị trên Su-34, theo các báo cáo mới nhất thì nó mang loại AL-41F nhưng theo một số nguồn tìn không chính thức thì hiện nay quá trình thay mới AL-41F chỉ có ở một số ít Su-34 và hầu hết những chiếc máy bay này vẫn mang trên mình loại AL-35F của những năm 1999-2000. Tuy nhiên, giai đoạn sản xuất cấp độ thấp LRIP trước đó thì Su-34 sử dụng động cơ kép AL-31F và còn sử dụng cả các phiên bản nâng cấp AL-21MF.
Là một loại máy bay tiêm kích/oanh tạc kết hợp, Su-34 có thời gian hoạt động rất dài và bền bỉ trong mọi điều kiện thời tiết. Bên trong máy bay còn trang bị khu vực toilet, mọi thứ khá tiện nghi và rộng rãi. Để nâng thời gian hoạt động lên dài hơn, Su-34còn được trang bị thêm một bình tiếp nhiên liệu phụ có thể gắn dưới bụng, ngoài ra nó còn có thể tiếp nhiên liệu trên không một cách rất dễ dàng nhờ vào cơ chế hoạt động tự tiếp nhiên liệu trong các chế độ bay thông minh.
Được đánh giá một trong những loại tiêm kích hoạt động dài và bền bỉ nhất hiện nay, thời gian hoạt động của Su-34 có thể ngang bằng với U-2 nếu bay ở chế độ tiết kiệm nhiên liệu, nhiên liệu nó mang bên trong mình xấp xỉ gần bằng F-111 của Hoa Kỳ.
Su-34 sử dụng radar cảm biến chính là loại Leninets B-004 đa nhiệm đóng vai trò là hệ thống tấn công và cả kiêm luôn chức năng cảnh báo sớm. Nó sử dụng loại radar quét mảng pha bị động, giống như hầu hết các loại máy bay tiêm kích khác của Nga. Ngoài ra, Su-34 còn sử dụng công nghệ truyền dẫn sóng dài TWT nhằm tối ưu hóa được các sóng xung điện và khả năng xử lý của hệ thống. Su-34 sử dụng hệ thống radar và hệ thống điện tử theo các module sử dụng chung các cơ cấu và thành phần với nhau nhằm giúp tốc độ xử lý của hệ thống nhanh hơn so với thiết kế kiểu thông thường.
Phạm vi hoạt động của radar trên Su-34 là từ 200-250km trên không, có thể phát hiện bất kỳ mục tiêu nào trong cự ly dưới 200km một cách rõ ràng và khi tiếp cận mục tiêu ở cự ly 100km nó sẽ tự động nạp nhiên liệu, khóa mục tiêu và sử dụng các loại tên lửa tầm xa nhằm hạ gục nhanh đối thủ. Ở mặt đất, radar trên Su-34 có thể xác định mục tiêu rõ ràng ở cự ly dưới 150km, ở cao độ tiêu chuẩn là 15.000m. Với hệ thống cảm biến và radar tấn công mặt đất thì nó sử dụng chùm sóng Doppler song song bất đối xứng để xác định được rõ ràng các mục tiêu. Cự ly tấn công lý tưởng ở cao độ bay chuẩn là nằm trong khoảng từ 80 đến 100km, nó có thể tấn công chính xác bằng các loại tên lửa không đối đất hoặc bằng bom dẫn đường thông minh sử dụng hệ thống dẫn đường radar cơ cấu chủ động hoặc hệ thống dẫn đường quán tính kết hợp hệ thống định vị GLONASS.
Bên cạnh đó, radar cảnh báo sớm trên Su-34 có thể phát hiện được đối thủ từ cự ly 90km, hệ thống Leninets cũng là một trong các hệ thống xử lý làm việc theo cơ chế module. Tuy nhiên, nó không chuyên biệt trong vai trò là radar cảnh báo sớm nên được hỗ trợ từ các cảm biến thu và phát đi các sóng xung điện để đánh dấu và và hỗ trợ cho hệ thống Leninets.
Để hợp đồng tác chiến và điều khiển được các máy bay khác trên không, Su-34 còn có hệ thống đồng bộ hóa như các thành viên của gia đình Flanker là loại TKS-2, nhờ vào hệ thống này, nó có thể phối hợp tác chiến trên không linh hoạt với cả Su-30 và Su-35.
Được thiết kế cho mục đích tấn công mặt đất, nhưng nó cũng là một loại tiêm kích có thể không chiến tối ưu của Nga. Su-34 được trang bị các tên lửa không đối không (Air to Air Missile) như R-27 (được phía NATO định danh là AA-10 Alamo), R-73 (AA-11 Archer) và cả loại R-77 (AA-12 Adder) được sử dụng trên Su-30 và Su-35. Su-34 còn được trang bị hệ thống tấn công và phòng vệ khuất tầm nhìn BVR cho phép tấn công và có thể phát hiện ra bất kỳ mối đe dọa nào từ đằng sau và từ 2 bên sườn.
