К числу важных отличий Су-35 от предыдущих самолетов семейства относится применение на нем новых двигателей типа «117С» разработки НПО «Сатурн», имеющих повышенную на 2000 кгс тягу и увеличенный до 4000 ч назначенный ресурс. Двигатели снабжены комплексной цифровой системой управления и поворотными соплами, реализующими концепцию всеракурсного управления вектором тяги.
Самолет оснащается принципиально новой цифровой комплексной системой управления КСУ- 3 5 с четырехкратным резервированием разработки МНПК «Авионика». С ее помощью реализуется как ручное, так и автоматическое управление самолетом во всех каналах, обеспечивается его устойчивость, управляемость и балансировка, управление отклоняемыми соплами двигателей, реализуется режим сверхманевренности, осуществляется ограничение полетных режимов, управление самолетом на земле и торможение колес шасси.
Важнейшим отличием Су-35 от предыдущих самолетов семейства является комплекс бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) нового поколения, ядром которого является цифровая информационно-управляющая система (ИУС), обеспечивающая взаимодействие между экипажем и системами комплекса бортового оборудования и предназначенная для функциональной, логической, информационной и программной увязки всех систем комплекса БРЭО в единую интегрированную систему.
Принципиальной особенностью Су-35 является применение новейшей радиолокационной системы управления (РЛСУ) с пассивной фазированной антенной решеткой надвухстепенном гидроприводе «Ирбис-Э», разработанной в НИИ приборостроения им. В.В. Тихомирова. Она гарантированно обеспечивает обнаружение и захват типовых воздушных целей на дальности до 200 км (на фоне земли — до 170 км), а в более узком секторе обзора имеет непревзойденные показатели дальности, достигающие для целей с ЭПР 3 м2 рекордных 350–400 км. «Ирбис-Э» может одновременно сопровождать до 30 воздушных целей, сохраняя при этом непрерывность обзора пространства, и обеспечивать ракетный обстрел восьми целей одновременно. Наземные и надводные цели обнаруживаются на дальности до 400 км. Двухстепенной (по азимуту и крену) электрогидравлический привод позволил создателям «Ирбиса» добиться существенного расширения зоны обзора по азимуту (до 120°) при сохранении всех преимуществ электронного управления лучом.
Второй информационный канал системы управления вооружением Су-35 — оптико-локационная станция — обеспечивает обнаружение и сопровождение воздушных целей по их тепловому излучению на дальности до 90 км (в задней полусфере цели), измерение посредством встроенного лазерного дальномера дальности до воздушной цели в пределах 20 км и до наземной цели — до 30 км. Кроме того, ОЛС может использоваться для подсвета наземных целей для наведения на них управляемых ракет с лазерными головками самонаведения. Еще более широкие возможности в режиме «воздух-поверхность» и при решения задач навигации и пилотирования обеспечит Су-35 обзорно-прицельный оптико-электронный подвесной контейнер.
Принципиально новым стало на Су-35 информационно-управляющее поле кабины летчика. На широкоугольном коллиматорном авиационном индикаторе на фоне лобового стекла (поле зрения 30х20°) и двух больших (диагональ — 15 дюймов) цветных многофункциональных индикаторах на приборной доске отображается вся информация, необходимая летчику для управления самолетом и применения вооружения. Управление самолетом осуществляется с помощью центральной короткоходовой ручки, педалей и тензометрических рычагов управления двигателями.
Все наиболее важные органы управления системами самолета и вооружением располагаются на ручке и РУД, что реализует концепцию HOTAS. В распоряжении пилота также нашлемная система целеуказания. Информационное обеспечение летчика, для снижения рабочей нагрузки, реализуется по принципу «темная кабина», с формированием подсказок в критических ситуациях.
Задачи пилотирования и навигации значительно облегчаются благодаря применению высокоточной лазерной бесплатформенной инерциально-спутниковой навигационной системы, наличию движущейся цифровой карты местности и радиотехнических систем навигации. Применяемая на Су-35 инерциальная навигационная система с интегрированным приемником спутниковой информации БИНС-СП разработана Московским институтом электромеханики и автоматики в кооперации с другими предприятиями холдинговой компании «Авиаприбор-холдинг». Ряд других средств навигации, а также система индикации для Су-35 разработаны Раменским приборостроительным КБ и другими предприятиями НПЦ «Технокомплекс».