洛克希德·马丁F-35的武器系统

尽管波音公司的X-32和洛克希德·马丁公司的X-35差别很大，但是它们的设计目标却要满足同样的基本需求。3个军种都要求内置载荷要包括两枚JDMA炸弹和两枚AMRAAM导弹。美国海军和空军要求可以携带2000磅（907千克）的GBU-31，而美国海军陆战队只要求携带1000磅（454千克）的GBU-32。1998年，3个军种解决了棘手的机炮问题——结果是美国空军的JSF安装内置机炮，而美国海军陆战队和海军则使用机炮吊舱，安装于武器舱中，占去了一枚JDAM炸弹的位置。

上面是常规起降（CTOL）型，美国空军使用下面是短距起飞和垂直降落（STOVL）型，美国海军陆战队使用

定程度上，要能够攻击被雾、雨或者云遮挡住的目标。鉴于新式的地对空导弹已经构成了对战术飞机最大的威胁，因此JSF还要为飞行员提供比现役飞机所装备的系统更强的对雷达制导威胁和导弹发射的感知能力。隐身要求使得JSF无法外挂吊舱，所以必要的电子和光学传感器都必须内置。

上面的是舰载（CV）型，美国海军使用; 上面的是提议中的STOVL型，英国皇家海军使用

用同样的“基本”机身满足3个军种的不同作战要求，隐身性能、速度、航程和武器载荷等主要参数会出现冲突，因为各自的作战任务不同。JSF设计中最根本的冲突当属美国海军陆战队和英国皇家海军对STOVL的要求与美国海军对武器载荷和作战半径的要求。STOVL型需要在完成任务时携带未使用完的燃料和武器垂直降落。这需要降低空重以适应垂直推力，这就等于受到了F119发动机衍生型推力的制约——要求设计师向最小、最轻的飞机的方向努力。但是美国海军要求自己的JSF必须能够携带大量的燃料和武器，因此飞机必须有较大的机翼便于在航母上进场着陆，还要增加结构强度以承受弹射起飞和阻拦降落时的冲击力。
波音公司和洛克希德·马丁公司都在航电系统测试平台上测试过机载和外接传感器对目标的探测和攻击能力。洛克希德·马丁公司在马里兰州阿伯丁试验场的验证试验中，一架诺斯罗普·格鲁门公司的联合监视目标攻击雷达系统（STARS）飞机负责对模拟目标进行探测，并将位置数据传输给该公司的BAC 1-11联合航电系统测试平台（CATB）。这些数据指引CATB的光电系统寻找目标。在第二次试验中，CATB利用自身雷达的SAR/GMTI模式探测和定位目标。

F-35头盔代替平视显示器，为仪表盘腾出空间。连接了分布孔径系统的6个红外线阵列，在黑暗中看清所有方向