采用直通道的二元外压式进气道，置于机身两侧固定翼段下方，距机身有25厘米的间隙，以消除附面层的影响。进气道内有多激波可调斜板系统，可以由机载设备在所有飞行条件下自动调节，保证发动机得到合适的气流。进气道结构大部分用铝合金蜂窝结构，长约4.27米。后短舱采用胶接钛合金蜂窝结构，长约4.88米。早期生产的飞机装两台普拉特· 惠特尼公司的TF30-P-412加力式涡轮风扇发动机，单台加力推力93千牛(9490公斤)。其安装管道可以开启，能在180°范围内进行保养。从1983财政年度开始生产的飞机改用TF30-P-414A发动机，其额定功率值不变。从1986年起采用F110-GE-400发动机，单台加力推力124.5千牛(12700公斤)。采用加雷特公司ATS200-50空气涡轮起动器。整体外翼油箱，每个油箱可载油1117升；后机身发动机之间载油2453升；机翼传载结构的前方载油2616升；另外有两个供油油箱，总共可载油1726升。机内油箱载油量9029升。在每个进气道下方可以携带一个副油箱，每个载油1011升。可收放式空中受油箱置于前座舱前方附近机身的右侧。采用气动引射式收敛·扩散喷管。
F-14A型是第一种生产型，装两台TF30-P-412发动机，单台加力推力93千牛(9490公斤)。83到85年交付的飞机换装了TF30-P-414A发动机。下面三图由上至下分别为VF101、VF102、VF111三个中队的F-14A。F-14+是A型的改型，改动不大，采用F110-GE-400发动机，推力增加，油耗降低。
RF-14A是A型外挂侦察设备吊舱而成的侦察机，不挂吊舱时战斗力仍与A型相同。该吊舱重748千克，置于机身腹部两个发动机舱中间，距机身0.38米。舱内有四种主要设备：头部装一台CAIKS-87B分幅照相机，向前或向下拍摄；费尔柴尔德公司的KA-99低中空三镜头全景照相机；霍尼韦尔公司的AN/AAM-5侦察装置；地面检查维护和控制数据显示装置。在1980～1981年共有49架F-14A改装成可载侦察吊舱的RF-14A。
F-14B型的机体、电子设备和武器与A型相同，改装F401-PW-100发动机，单台加力推力125千牛。
F-14C是B的改进型。采用更先进的火控系统，具有全天候空地武器投放能力。
F-14D更新了发动机和简化了电子设备和武器系统。动力装置是两台普惠公司TF30P412涡扇发动机，单台加力推力93千牛。后来使用通用电气公司的F110GE400涡轮风扇发动机，单台加力推力124.5千牛。F-14D上大约有60%的模拟电子设备更新为数字式设备，改装新的武器管理、导航、显示和控制系统，利顿公司AN/ALR-67威胁告警系统和目标识别系统由MIL-STD-1553B数据总线联结，机载威斯汀豪斯ITT AN/ALQ-165电子干扰机(ASPJ)，联合战术信息发布系统，前视红外搜索跟踪传感器，电视摄像机。以上系统与F-18和最新的A-6上的系统有很好的兼容性。休斯公司新研制的AN/APG-71雷达取代了F-14标志性的AN/AWG-9雷达，其电子对抗能力有了很大提高，具有单脉冲角度跟踪、数字式扫描控制、目标识别和空袭效果评价能力。该雷达所采用的新型高速数字信号处理器是AN/APG-70雷达上数字处理器的改进型，AN/APG-70雷达用于美国空军的F-15多阶段改进计划。现役的F-14于1991年5月全部配备了Tape 115B计算机软件，具有用常规炸弹执行对地攻击任务的能力。在新的F-14D上采用ALR67威胁警告及辨认系统的自卫干扰机、联合战术信息分配系统，红外搜索和跟踪传感器和电-光侦察装置。F-14D采用先进中距空空导弹(AMRAAM)。下面三图为VF9中队黑色涂装的F-14D和VF11中队的F-14D。
F-14的机翼为变后掠中单翼。飞行中机翼后掠角的变化范围为20%～68%，由机载设备根据飞行状态自动调节，最大变化速度为7°/秒。应急或必要情况下也可以由驾驶员手动调节。平尾偏转角为+15°到-15°，差动平尾起副翼的作用。
F-14使用了休斯公司的AN/AWG9脉冲多普勒雷达。 取决于目标的大小，可截获120到315千米内的空中目标，可以同时跟踪从超低空到30000米高空及不同距离之内的24个目标，攻击其中的6个目标。还装备有AN/AWG15火控系统，及AN/ASW27B数据传输系统，CP1050/A中央大气数据计算机等先进的现代电子设备。后在改进中，大约60%的模拟式设备换成了数字式设备，并安装新型的AN/APG-71雷达，具有单脉冲角度跟踪、数字式扫描控制、目标识别和空战效果评价能力。
F-14武器包括1门M61A1“火神”20毫米六管机炮，备弹675发。截击时外部挂架可以挂6枚“麻雀ⅢB”AIM-7E/F导弹加4枚AIM-9G/H“响尾蛇”空空导弹，或者挂6枚AIM-54A“不死鸟”远距空空导弹加2枚“响尾蛇”导弹，除此之外还可以携带AIM-120先进中距空空导弹、AGM-88高速反辐射导弹、Mk82炸弹以及其他武器。
2004年，经过30年的服役，美海军第一种远程空空导弹AIM-54“不死鸟”空空导弹于9月30日退役。AIM-54“不死鸟”远程空空导弹于1960年开始概念开发，休飞机公司于1962年被选中研制该型导弹，随后雷声公司于1988年加入研制队伍。经过5年的研发，AIM-54于1965年进行首次飞行试验，当年完成全控制系统的首次机载发射试验。1973年11月，F-14发射并制导6枚“不死鸟”导弹摧毁6个不同的目标。AIM-54A于1973年开始装备美海军，1974年具备作战能力。经过几次改进之后，“不死鸟”具有初始半主动制导、末段主动制导的能力；C型安装有新的主动雷达引信和高推力发动机。AIM-54C于1981年服役，1984年进入全速生产阶段。
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