Су-30СМ – двухместный тяжелый истребитель, оснащенный двумя двухконтурными двигателями АЛ-31ФП с изменяемым вектором тяги и передним горизонтальным оперением. В целом его размеры и компоновка фюзеляжа полностью повторяют истребители Су-30 и Су-30МКИ. Летчики размещены в кабине тандемом. Одной из главных достоинств Су-30СМ является его сверхманёвренность: самолет неустойчив в продольном канале, поэтому его полет обеспечивает электродистанционная система управления (ЭДСУ), управляющая рулями и поворотными соплами двигателей. Высокая степень маневренности самолета достигается за счет ПГО и двигателей с управляемым вектором тяги. В состав силовой установки самолета входят два двигателя АЛ-31ФП, размещенных под углом 32 градусов друг к другу. Их сопла могут отклоняться в вертикальной плоскости на ±16° и до ±15° в любом направлении. Это позволяет направлять вектор тяги по рысканью и тангажу. Сопла могут отклоняться как вместе с управляющими плоскостями самолета, так и отдельно от них.
Главная "изюминка" Су-30СМ - это его кабина. Самолет оснащен бортовой радиоэлектронной станцией с фазированной решеткой, что позволяет ему обнаруживать и вести пятнадцать воздушных объектов и одновременно атаковать четыре из них. В Су-30СМ использована система нашлемного целеуказания, а также индикация на лобовом стекле. Кроме того, кабины пилотов оснащены многофункциональными жидкокристаллическими экранами. Все это обеспечивает летчикам высочайший уровень осведомленности о воздушной обстановке.
