F-35的隐身设计借鉴了F-22的很多技术与经验，其RCS(雷达反射面积)分析和计算，采用整机计算机模拟（综合了进气道、吸波材料/结构等的影响），比F-117A的分段模拟后合成更先进、全面和精确，同时可以保证机体表面采用连续曲面设计。
该机的头向RCS约为0.065平方米，比苏-27、F-15（空机前向RCS均超过10平方米）低两个数量级。由于F－35武器采用内挂方式，不会引起RCS增大，隐身优势将更明显。
在红外隐身方面，从一些资料可推断出该机在推力损失仅有2%－3%的情况下，将尾喷管3-5微米中波波段的红外辐射强度减弱了80%－90%，同时使红外辐射波瓣的宽度变窄，减小了红外制导空空导弹的可攻击区。
F-35的隐身设计，不仅减小了被发现的距离，还使全机雷达散射及红外辐射中心发生改变，导致来袭导弹的脱靶率增大。
这样该机的主动干扰机、光纤拖曳式雷达诱饵、先进的红外诱饵弹等对抗设备也更容易奏效。根据有关模型进行计算，取F-35的前向RCS为0.1平方米，与10平方米的情况比较，在其他条件相同的情况下，前者的超视距空战效能比后者高出5倍左右。
