F-35戰鬥機是目前為止批量生產最多的第五代戰鬥機，它屬於多用途戰鬥機，能夠執行各種任務，從空對空作戰到精確轟炸，從雷達干擾到情報收集。目前已獲得來自16個國家的訂單。雖然在服役最之初F-35的配置已經是世界先進水平，但考慮到這款戰鬥機要一直使用到2070年，所以還是保留了很大的升級空間。因此，F-35聯合項目辦公室已經開始執行自戰鬥機研發成功以來最大的一輪升級，稱為Block 4。Block 4將對戰鬥機進行超過75項主要升級。
在這篇文章中，我們將分析升級後的F-35戰鬥機性能得到了怎樣的提升？
為了使戰鬥機能夠進行Block 4升級，F-35將獲得更強的航電架構：TR-3。TR-3計劃可以視為一種大腦移植，它將極大地提高戰鬥機的計算能力和存儲能力。此外，新的系統架構不僅可以增強船上幾乎每個系統的功能，還可以簡化未來的進一步升級。作為TR-3計劃的一部分，新的計算核心已經被納入其中，與目前的F-35相比，它的處理能力提高了25倍。
根據國防承包商L3哈里斯公司的說法，這種功率提升將與其他增強功能相結合，在適當的時候提供驚人的「37倍計算能力」。升級後的處理器預計將對廣泛的機載系統產生重大影響，例如雷達處理、電子戰套件、制導、通信和分布式孔徑系統等。為了支持這些新功能，升級後的數據存儲還將有20倍的增長。TR-3計劃不僅可以大幅提升戰鬥機能力，也是給未來大規模升級奠定基礎。
Block 4升級的一個重要部分將以新集成武器的形式出現，根據一些報導，包括聯合攻擊飛彈：AGM- 88G增程型先進反輻射飛彈(AARGM-ER)，該飛彈用於在防區外摧毀敵人的防空系統，歐洲的「流星」空對空飛彈也被納入其中。
此外，F-35的有效載荷也將增加。據報導，Block 4升級還包括對F-35內部武器運載能力的擴展。目前的F-35在保持隱身狀態下最多只能攜帶4件武器，Block 4將使其增加到6件。洛克希德·馬丁公司設計了一種名為「夥伴」的新型武器架，使F- 35A/C能夠在內部攜帶兩枚以上的飛彈。雖然「夥伴」武器架增加了額外的重量，但相比於讓每個武器艙能夠攜帶三枚AIM-120飛彈帶來的戰力提升還是可以接受的。這使F-35在武器方面與F-22相當，大大提高了它在空對空戰鬥中的整體殺傷力。
目前，F-35使用的是諾斯羅普·格魯曼公司的AN/APG-81有源電子掃描陣列雷達，該雷達被認為是有史以來最強大的戰鬥機雷達系統。該系統不僅能夠探測和跟蹤空中和水面目標，還能作為電子戰工具，在空中干擾敵方雷達系統。但諾斯羅普·格魯曼公司表示，正在開發一種更先進的雷達陣列：AN/APG-85，這種新的雷達系統「將結合一些最新的技術，並有助於確保空中優勢。」外界推測這種新型雷達是使用GaN(氮化鎵)為基礎的TRM(發射/接收模塊)。新推出的TRM在動力傳輸和清晰度方面有實質性的提升，即使在面對電子對抗時也能保持。
F-35日益複雜的機載計算機需要更多的電力和冷卻能力，為了給所有這些新系統提供動力，F-35將需要對發動機進行升級，這導致了發動機供應商——通用電氣和F-35目前的發動機製造商普惠公司之間的鬥爭。
普惠公司提出了該公司所謂的「進化發動機核心升級」(ECU)方案，該方案可以將現有F135發動機的推力提高10%，同時將燃油效率提高5%，從而使航程增加7%。另一方面，通用電氣公司建議整合他們的XA100自適應循環發動機，提高25%的燃油效率，增加20%的推力，兩倍的熱量管理，最多可增加航程35%。但美國空軍部長弗蘭克·肯德爾告訴媒體，由於成本原因，美國空軍最終決定放棄通用的發動機項目，普惠公司的發動機核心升級(ECU)的開發成本只是通用一半。