F-14 和F-15 的尾喷管对比飞控系统为配合高机动性设计，F-15 采用了双余度、高权限模拟式控制增稳系统（CAS）——实际上是第一代电传飞控系统，外加一套机械备份。飞行员的控制指令首先发送到
CAS，由计算机进行处理后以最佳方式输出到各控制面和发动机，从而保证飞机在飞行包线内飞行，而不必担心失控。事实上，F-15 能获得优异的机动性能，主要原因就在于它的低翼载和高推重比。F-15A 在空优构型起飞重量下，其推重比达到
1.07，而翼载仅有 358
公斤/平方米。这些参数远优于当时的典型战斗机，但并非偶然——这事实上是约翰.伯伊德创立的“能量机动理论”首次用于指导飞机设计的实践，从而使战斗机设计进入了一个全新的时代。不过需要说明的是，在
F-15
的设计过程中，能量机动理论只用于作大方向的设计指导，并未用于具体参数计算。真正完全用能量机动理论设计出来的飞机，则是战斗机黑手党的宠儿，通用电气的
F-16。航电设备为了赢得空战，飞行员必须先敌发现，先敌开火，先敌摧毁。因此，航电设备至关重要。F-15
装备了大型脉冲多普勒（PD）雷达，以提供先敌发现的优势。战术电子战系统（TEWS）提供威胁告警信息。平显和双杆操纵系统（HOTAS）则大大减轻了飞行员搜索、跟踪、攻击目标时的操纵负担，并简化了操纵程序。为 F-15A 设计的是 AN/APG-63 全天候多模式雷达系统。APG-63 雷达工作在 X
波段，探测距离远，具有下视下射能力。探测信息自动送往中央计算机，并和计算结果一起实时反馈给飞行员（通过平显和下显）。APG-63
具有多种对空工作模式，可以根据不同的搜索方式或选择的交战模式来选择不同的脉冲重复频率（PRF）：远程搜索，使用中/高 PRF，根据飞行员选择的搜索距离（18.5~296
公里）确定 PRF，以期获得较好的迎头和尾追搜索效果；速度搜索，使用高 PRF，专用于迎头高速接近的目标；近距搜索，使用中
PRF，用于格斗时为响尾蛇导弹和航炮提供数据，具有 16、32、64
公里三种探测范围，可以跟踪多个目标。作为以上三种模式的备份，APG-63 还有一种非 PD 模式，使用低
PRF，只能提供上视能力——因为非 PD 模式无法过滤地面杂波。此外，APG-63
还有多种提供特殊功能的模式，包括：信标模式，用于向空中飞机的敌我识别系统（IFF）发射询问信号；手动跟踪模式，作为自动跟踪模式的备份；被动模式，用于监测外部雷达辐射信号，同时自身只发送微弱脉冲，以尽可能减小自我暴露的可能性；地图测绘模式。
