El modelo final producido en masa del Su-24 tiene un gran espacio corporal, un fuselaje ancho y esbelto y una cabina lado a lado con capacidad para dos personas. Adopta un diseño de alerón trasero variable y el ángulo de barrido se puede ajustar entre cuatro ángulos: 16, 35, 45 y 69 grados. La cola horizontal es una cola completamente móvil. Cuando las dos colas horizontales se desvían hacia arriba y hacia abajo de manera sincrónica, actúan como elevadores; cuando una se desvía hacia arriba y la otra hacia abajo de manera diferencial, actúa como un alerón; Como bombardero de primera línea, el Su-24 puede despegar y aterrizar en pistas de tierra. El avión utiliza un monoplano superior en voladizo y la forma del ala en flecha variable es similar a la del MiG-23. El ala tiene un ángulo diédrico que comienza desde la raíz del ala. El ala incluye una caja de ala fija triangular y una sección de ala móvil. El punto de pivote del ala móvil está más cerca del fuselaje que el del Su-17/-20. Bombarderos contraproducentes. La sección exterior del ala es una estructura totalmente metálica y puede girar en tres ángulos: 16°, 45° y 68°.
El ala tiene un listón de borde de ataque de envergadura completa y un flap de doble hendidura en el borde de fuga de dos secciones. En el exterior del flap hay un alerón retranqueado. Delante del flap hay un spoiler diferencial, que puede controlar el balanceo a bajas velocidades y servir como amortiguador de elevación durante el aterrizaje. Cola horizontal totalmente móvil, el movimiento diferencial y simétrico de las dos colas horizontales puede funcionar como alerones y elevadores. Cuando el ángulo de barrido del ala aumenta, el balanceo del avión es controlado por la cola diferencial; cuando el ángulo de barrido del ala se vuelve más pequeño, el spoiler (también un freno de velocidad) ubicado frente al flap del borde de fuga se controla junto con la cola diferencial. avión rodó. La cola vertical es una forma típica de la Oficina de Diseño Sukhoi. Tiene un gran ángulo de barrido y una altura de 5,50 metros sobre el suelo. Varias antenas están instaladas en el borde de la pesada cola y la parte inferior está conectada al paracaídas de desaceleración. cabina.
El Su-24 está equipado con dos motores turborreactores de postcombustión de doble rotor P-29-300, un compresor de 11 etapas, una turbina de 2 etapas, un empuje máximo sin postcombustión de 8300 kg y un empuje máximo de postcombustión 12.500 kg. La tasa de consumo de combustible con postcombustión lleno es de 2 kg/·h, y la tasa de consumo de combustible nominal es de 0,83 kg·h. El tanque de combustible interno está instalado delante del motor y tiene una capacidad interna de combustible de aproximadamente 9.000 kg. Equipado con un sistema de manguera retráctil, además del repostaje aéreo normal, también se puede utilizar como camión cisterna asociado. Los pilones debajo del fuselaje y la cubierta del ala pueden transportar cuatro tanques de combustible auxiliares de 1250 litros. El tren de aterrizaje principal es similar al del MiG-23. Es un novedoso tren de aterrizaje en forma de ocho que se retrae hacia adelante y hacia adentro. Hay una articulación en el tren de aterrizaje que permite inclinar la rueda y colocarla en el compartimiento más pequeño del tren de aterrizaje cuando está retraída. El tren de aterrizaje principal adopta amortiguadores tipo enlace y neumáticos de baja presión, y puede despegar y aterrizar en aeropuertos normales. El Su-24 tiene una gran capacidad de combustible y un largo alcance. Está propulsado por dos motores turborreactores AL-21F-3A desarrollados por la famosa oficina de diseño Lyulka. Tienen postquemadores y un empuje único de 24,690 lb. El armamento es una ametralladora GSh-6-2323 mm de seis cañones con nueve puntas externas, que puede transportar 8.000 kilogramos de munición. En cada una de las dos alas principales se puede colgar un tanque de combustible auxiliar externo de 3.000 litros, y se puede colgar un tanque de combustible auxiliar de 2.000 litros debajo del fuselaje. El modelo M también tiene capacidad de reabastecimiento de combustible en vuelo. En términos de misiles aire-tierra, el tipo base puede utilizar misiles guiados por comando por radar Kh-23 o Kh-23M (nombre en clave de la OTAN AS-7 "Heifer") con un alcance de 5 kilómetros y puede transportar cuatro Kh-; 28 (AS-9 "Narrow Strait") y misiles antirradar Kh-58, con un alcance de 90 kilómetros y capacidad para transportar dos.
Las armas de autodefensa del Su-24 son dos misiles aire-aire infrarrojos de corto alcance R-60 (AA-8 "Aphid") con un alcance de 3 kilómetros. Además de las armas anteriores, el tipo M también puede transportar bombas guiadas por láser Kh-25L (AS-10 "Karen State") con un alcance de 20 kilómetros y puede transportar cuatro Kh-29LT (AS-14 "Little Anchor); ") Los misiles guiados por láser/TV, con un alcance de 10 kilómetros, pueden transportar tres; misiles antirradar Kh-31P (AS-17 "Krypton"), con un alcance de 180 kilómetros, pueden transportar dos; Kh-59 (AS-13 "Big Bolt") Misil guiado por comando TV, con un alcance de 90 kilómetros y con capacidad para transportar dos. También se pueden utilizar bombas guiadas por TV KAB-50OKR, bombas guiadas por láser KAB-1500L y varios cohetes.