歼-8设计上参考苏联米格-21战斗机（歼-7），装备两台涡喷-7甲（WP-7A）发动机，加长了机头，提高了空战性能。J-8III在气动布局作了较大的改动，成了三翼面的战机。
J-8III飞控系统是三轴数字式四余度全权限电传系统，硬件是由631所与618所共同研发，飞控计算机采用容错计算机技术，共有三部不同的32位RISC系统架构计算机，为验证该系统及发展主动飞控技术，J-8IIACT在1996年12月29日进行首飞。
其它的主机载计算机系统也都是32位RISC系统架构。J-8IIACT采随控布局，装备火/飞/推综合控制系统，具备直接力控制能力，能作一些高难度机动，像是S型转弯、跃升、半滚倒转、斤斗、半斤斗倒转、尾冲、水平8字、垂直8字等，中低空操作性能十分优异。
由于J-8II盲目追求高速，以致牺牲中低空气动性能，表现在低展弦比主翼，轴径比大（机身太长），J-8III都作了改动，主翼成为中展弦比，机身缩短一米多。并且大量使用新工艺、新材料，机体寿命增为6000小时。
在隐身方面，在1995年试验的雷达吸收涂料，约可以降低雷达反射截面75%，但由於剥落问题未过关，目前未知这问题是否解决？
