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F-16選用了邊條翼，空戰襟翼、翼身融合體、放寬靜穩定度、電傳操縱和高過載座艙等新技術來提高飛機的空戰性能。為了降低成本，該機的許多部件都可以左右互換，包括平尾、襟副翼，80%的主起落架組件，以及許多驅動機構。
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F-16的結構材料80.6%是傳統鋁合金、7.6%是合金鋼、2.8%是複合材料、1.5%是鈦合金、7.5%是其他材料，60%的結構件使用合金板材製造。為了降低成本，F-16在設計上儘量減少特殊材料的使用。
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F-16採用半硬殼式結構，機身外形短粗，採用翼身融合體形式與機翼連接，使機身與機翼圓滑地結合在一起，從而減小了阻力，提高了升阻比，增加了剛度，增加機身容積9%，並使機體減重258千克，也對減小雷達反射面積很有好處。
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F-16的機翼翼根與機身上表面融為一體，翼身融合可以增加機內空間，從而增加內油容量。實際上F-16正常起飛重量的31%是燃料重量，保證了“戰隼”的航程。此外逐漸增厚的翼根也使機翼的強度比傳統設計高。
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機身下方的兩片面積較大的腹鰭採用玻璃纖維製造，腹鰭間還有鋼板製造的緊急攔阻鉤。
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F-16採用固定幾何形狀的腹部進氣口，被稱為正激波進氣口（NSI），上脣裝有附面層隔板，與機身連接處有固定的附面層排放坡道。
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從Block 30開始安裝F110發動機的F-16採用模塊化通用進氣道（MCID），提高了空氣流量。
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腹部進氣佈局可在廣泛的飛行條件和機動中實現最小的進氣干擾，並可避免吸入機炮的煙霧。
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由於F-16的機翼很薄無法容納起落架組件，所以主起落架艙被佈置在機腹。F-16的主起落架採用四連桿機構，由主撐杆、斜撐杆、油氣減震器、動作筒組成。主起落架在放下姿態時呈三角架狀態，收起位置時機輪向前，收納入主起落架支承接頭連接框前面的起落架艙內。
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前起落架艙就佈置在進氣口下方，起落架向後收的同時機輪旋轉90度平躺在起落架艙中。
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F-16A\/C的座艙為單人空調座艙，F-16B\/D為串列式雙座艙。F-16採用了無風擋無隔框的氣泡式座艙蓋，使F-16飛行員有著其它戰鬥機無法比擬的全向視野。座艙蓋使用單塊聚碳酸酯材料製造，可使駕駛員的上半球視野達360度，一側至另一側為260度，前後為195度，側下方為40度，前下方為15度。
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座艙蓋的光學性能很好，曲面具有最小的光學畸變。座艙蓋的玻璃厚度為1.27釐米，可抵禦1.8千克的鳥類350節速度的撞擊。即使大型鳥類撞破了座艙蓋，堅固的HUD也能起到保護飛行員的作用。
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座艙蓋內側覆蓋有金色鍍膜以消散雷達波能量，降低雷達截面積（特別是前向）。冗餘安全鎖能防止座艙蓋被誤開。座艙蓋通常電動馬達開閉，但也有手動曲柄作為備份。
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F-16採用麥道的先進概念彈射座椅（ACE II），這種火箭動力的彈射座椅安裝有矢量推力俯仰控制系統，可零-零彈射，最高彈射高度15240米，最大彈射速度1111.2千米每小時。座椅後傾30度，並提高腳蹬位置，可使飛行員在短時間的抗過載能力達到8-9g。
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座艙內傳統的中置操縱桿被安裝在右側控制檯上的側置操縱桿所取代，左撇子飛行員使用起來也毫無困難。
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F-16機身內部共有7個油箱，分別是2個前機身油箱、1個後機身油箱、2個左右機翼油箱、1個前機身蓄油油箱、1個後機身蓄油油箱。F-16AC單座型內油容量3974升，F-16BD雙座型內油3194升，F-16在滿內油的狀態下仍可做9g機動。此外F-16 的機翼內側掛架和機腹掛架都可以掛載副油箱。
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Block 5052+及F-16EF、F-16I可在機背安裝一對1703升（450加侖）的保形油箱。保形油箱的設計思想是在保持或不大改變飛機整體流線型（保形）的氣動佈局的前提下，緊貼機體安裝，使油箱與機翼或機身的表面相切，從而減小飛行阻力和雷達反射面積。
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F-16在機背安裝有硬管式控制加油接口，覆蓋有可下陷的鉸鏈式艙蓋。F-16發動機啟動後，機身內部前後兩個小型蓄油油箱通過主燃油閥直接向發動機供油。
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F-16C\/D都安裝了改進的休斯APG-68雷達，該雷達安裝了新型雙模行波管，可產生低、中、高PRF。還具有采用超高速集成電路（VHSIC）技術的可編程信號處理器（PSP）。APG-68的探測距離較遠，可引導雷達制導導彈進行超視距空戰，例如AIM-120 AMRAAM“發射後不管”導彈。
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F-16的6個翼下掛架和一箇中線掛架可掛載多種類的外掛武器，進氣口掛架可以掛各種目標指示和導航吊艙。這些硬點從右翼尖到左翼尖分別編號為1、2、3、4、5L、5、5R、6、7、8、9。
