第四代战斗机于1970年代陆续服役，这些飞机吸收第三代战斗机设计与使用上的经验，加上诸多空中冲突与演习显示出来的问题和需求，融合之后成为冷战结束前后最主要的角色。
除了多用途和精密航电的发展方向大致不变以外，第四代战斗机放弃对高速，高翼负荷的设计追求，转而扩展飞机在不同高度与速度下的运动性，其中又以美国空军约翰·柏伊德上校提出的能量运动理论（Energy Maneuverability Theory, EM）对第四代许多飞机设计的影响最深。运用新材料与技术开发的大推力涡轮扇发动机开始广泛运用于第四代战斗机上，取代过去的涡轮喷射发动机。新型发动机推力提升的同时降低燃料的消耗，使得体积较小的机型也有机会用有较长的航程，像是F-16A使用内载燃料的航程比F-15A还要高。因为第四代战斗机在只有携带一部分燃料以及两枚飞弹的情况下，多数可以达到推力大于重量的状态，也就是推重比大于一，使得许多厂商经常以此作为广告的促销手段之一。
第四代开始引入线传飞控与静不稳定的设计概念搭配，完全颠覆过去的气动力设计方式和飞行控制机构。静不稳定的理论早已存在，可是传统的控制系统无法以每秒数十次以上的频率不断改变控制面的角度，维持稳定飞行。直到线传飞控搭配电脑系统成熟化之后，静不稳定设计能够更充分运用机身产生的升力，提升运动性等优点方才露出实用化的曙光。其中又以F-16战斗机为采用的先驱者。在F-16之后许多国家纷纷跟进，在改良型或者是崭新设计的型号上采用。
数位电脑成熟与超高速晶片的量产，将过去使用与显示非常复杂的雷达改头换面，以多样化的图形和文字显示更多的资讯，提高飞行员的状态意识（Situation Awareness，SA）。同样的技术与产品激发出另外一条路线的发展是飞行仪表电脑化（也称之为数位化或者是玻璃座舱），利用多功能，单色或者是彩色的阴极（CRT）或者是液晶（LCD）显示萤幕取代以往的指针仪表，过去令人眼花撩乱的仪表板被大小不同的方型萤幕所取代，这些萤幕除了显示被取代的仪表的资讯以外，还可以整合不同来源的讯息，利用重合或者是切换的方式提供，例如将彩色数位地图与导航系统整合之后，可以在萤幕上显示出飞机在地图上的位置和附近的地形。
此外，第三代设计为了降低高速下的阻力，座舱罩的外型需要与机身配合而牺牲飞行员的视野，在第四代大幅改进，采用泡型舱罩或者是类似的设计，让飞行员能够更有效的掌握周遭的状况。
