歼-15战斗机是中国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机，具有完全的自主知识产权，可遂行制空、制海等作战任务，自我攻防能力突出，飞行速度快，能轻易避开敌方雷达，数秒内探测、发现并摧毁敌方海上移动目标。歼-15战斗机具有作战半径大、机动性好、载弹量多等特点，可根据不同作战任务携带多型反舰导弹、空空导弹、空地导弹以及精确制导炸弹等精确打击武器，实现全海域全空域打击作战能力，具备远程打击和昼夜间作战能力，各项性能可与俄罗斯苏-33战斗机、美国F-18战斗机等世界现役的主力舰载战斗机相媲美，因此被誉为凶猛强悍的空中“飞鲨”。
歼-15战斗机是在歼-11B战斗机的基础上再对苏-33战斗机进行了借鉴参考生产的。苏-33“海侧卫式”战斗机是由俄罗斯苏霍伊公司所开发生产的单座多用途舰载机。由于苏-33是由苏-27战斗机所衍生出来的舰载机种之一，因此延续了苏-27战斗机的北约代号，被称为“侧卫”D型。歼-11B战斗机则是中国沈阳飞机制造公司引进俄罗斯苏-27SK战斗机生产线的基础上改装中国自行开发的电子系统和发动机的产品。
2009年8月，歼-15战斗机进行了首次试飞。2011年4月25日，第二架歼-15原型机进行了飞行测试，中国制造了约12架歼-15验证机。
2012年11月3日，中国沈阳飞机制造公司自行研制的歼-15S型双座双发重型舰载战斗机成功首飞。歼-15S舰载机的整个首飞过程持续10分钟左右，至少在机场上方绕场4周。双座歼-15S战斗机的主要区别是将座舱改为串列双座，后座比前作高约100毫米，为此加高了脊背，外形与沈飞以苏-30MKK战斗机为蓝本开发的的歼-16战斗机类似。传统意义上双座战斗机属“同型教练机”，用于培养飞行员。但由于舰载机要执行的任务非常复杂，一名飞行员往往难以完成多重任务，故在执行防空拦截，空中指挥，空中加油，电子战等任务方面往往会需要双座战斗机。采用了串列双座技术的歼-15S舰载战斗机，一方面利于提高远程巡逻的效率，一方面也利于新飞行员的战斗转换，同时减少长时间飞行给飞行员带来的压力，有效提升空中作战的效能，同时该机具有空中伙伴加油能力。歼-15S战斗机的出现将会为中国航母增加更多的任务弹性。该机试制中广泛使用了3D打印技术制造飞机的钛合金主承力部件，降低成本并大大缩短了样机试制时间，提前工作进度起码一年。
中国海军之所以选择歼-15战斗机作为舰载机，是因为双发重型机战斗机拥有更大的内部空间，可配备更大孔径的天线，更多的机载武器。因此其攻击半径大、载弹量多、滞空巡逻时间长和改进潜力大，作战弹性也要高很多。所以在技术水平相当的情况下，重型作战飞机的作战效能通常要高于中型作战飞机。歼-15战斗机被直接设计为舰载机种，而非某些机型是被改装成为舰载机，这说明歼-15战斗机在技术上完全能够胜任航母的要求。
总体性能
歼-15战斗机是一种双发，双垂尾的重型战斗机，带鸭翼的三翼面气动布局，采用电传飞行控制系统，具有优异的机动性能。
作为舰载机，为方便在航母上使用，歼-15战斗机做了大幅改进。在机身前部增加了一对全动鸭翼，以增加升力系数，降低进场速度，提高低速时的操纵性，机动性好，盘旋性能突出。换装了更强壮的主起落架支柱，前起落架为双轮设计，支架笔直，以适应着舰的剧烈碰撞。采用折叠式机翼，有效地降低了停机面积，便于在机库内停放。削短尾锥，减少了停放长度需求。机身末端相对较短，可避免斜坡摩擦问题。尾部两个发动机间，加装了一个内置式的着舰拦阻钩，以适应航母的拦阻系统。配装2台大功率发动机，便于舰上起飞，同时扩大了作战半径。
为尽可能的减轻机体重量，提高敏捷性和载油量，而且可以提高战机的雷达隐身性。在不影响机体整体结构强度和抗海洋盐雾腐蚀等前提下，歼-15战斗机还大量采用了中国自己研制的最新型环氧树脂基复合材料、碳纤维复合材料和钛合金，并将大量镁合金部件换装为不锈钢等耐腐蚀材料。复合材料主要使用在主翼和全动平尾上，同时还在机翼、边条、进气口和尾翼前缘增加了不导电材料。
