三菱重工為了實現飛機的低可探測性能，因此在外形設計上參考了目前唯壹投入服役的標準四代機F-22，采用了並列雙發雙垂尾正常布局。
根據上壹代隱身理論，飛機的主要輪廓線和機身開口接縫線應該相互平行，以盡可能將雷達回波集中在有限的方向上，使得敵方只能在特定方向探測到自己。F-22正是在這壹理論成熟的時候誕生的“心神”也參考了這些，采用了帶附面隔層道的carret進氣口。鑒於F壹35的鼓包式進氣口早已經進行過試驗，而“心神”仍舊在進氣口內側設計有附面層隔道。很顯然是為超聲速飛行性能考慮的。其他諸如梯形主翼.外傾式梯形雙垂尾等均與F壹22如出壹轍。這個外形也令很多人在看到“心神”第壹眼後會認為這不過是繼“猛禽斯基”後的“倭猛禽”罷了。平尾的輪廓倒還算有意思，前緣與主翼前緣相垂直，而折線形後緣外側與前緣平行，內側則與主翼後緣平行。不但保證了足夠的氣動效率，提高了隱身性，同時還擴大了機背通訊天線及其他天線的工作範圍。不過這壹設計也不是“心神”首創。
“心神”在氣動外形上與F壹22的最大區別主要在於類似F壹1 6的氣動側板，這壹將主翼和平尾有機結合成壹體的氣動側板有效提高了飛機的控制效率，同時後端與平尾相接，使得控制效率進壹步提高。這種結合了F壹16和F-35各自特點的氣動側板雖然在很多國家的方案中並不鮮見，但是將其付諸於實施的還只有“心神”。 F壹22還有壹個設計亮點，就是在進氣口端上部外側各有壹個三角形的突起，這個突起上表面與機身連成壹體，下表面則於進氣口有壹個折角。這個設計非常巧妙，極好地保證了飛機的隱身性以及進氣口的要求，同時起到了邊條／前翼的作用，能夠在大迎角狀態產生渦流提高主翼升力。而“心神”並沒有采用這壹設計，而是直接在進氣口外側伸展出邊條，然後與氣動側板相接。這種結構簡潔，而且與F壹22的設計相比，“心神”的設計保證了飛機機身對面積律的要求，結合其進氣口采用附面層隔道設計，說明“心神”非常強調跨聲速／超聲速特性。
不過“心神”的設計有壹點必須特別註意，就是在主翼前緣襟翼內側有壹個非常有意思的“閉合鋸齒”設計。肉眼平視非常難以註意到這個結構，該設計也算巧妙而有意思。這壹設計類似於米格～23主翼前緣的鋸齒結構，起到類似於翼刀的作用，用於控制失速氣流的擴展，能夠提高飛機的可控迎角範圍。很多飛機都采用了這壹設計，但是此設計的最大缺點就是其獨特的凹口會大幅增加飛機迎風面的雷達反射面積，這對於現代戰鬥機來說是非常致命的。而“心神”為了獲得更高的機動性、更大的可控迎角範圍，因此毅然采用了鋸齒設計，而與常規鋸齒不同的是，“心神”的鋸齒前端向內收攏與機身相接，整體形成了壹個閉合的鋸齒結構，擋住了前向雷達波直接進入鋸齒內，這壹設計目前還是只見於“心神”，不過這壹設計是否真的能提高隱身性，以及氣動效率具體如何，還有待進壹步試驗。
三菱重工除了要進行低可探測性機體形狀設計的研究外，還要進行IFPC技術的開發。IFPC是指綜合飛行／推進控制(Integrated FIight Pro—pulsion Contr01)技術，主要用於在飛機通過氣動操縱面無法控制飛機姿態的失速範圍內，通過對推力的控制來操縱飛機的控制技術。不僅如此，為了使整個系統性能最優和穩定性最好，就必須對各個部分綜合控制，即壹體化控制。對於進氣道、 發動機及噴管的綜合控制稱為航空推進系統綜合控制，簡稱cs；對於飛機與推進系統綜合控制稱為飛行／推進系統綜合控制，簡稱IFPC。通過IFPC的實現，飛控、推進等系統也將演進成為壹種壹體化的、智能的、綜合了各種飛機控制能力並與指揮、控制、傳感、導航、攻擊等系統高度綜合的飛機。同時，在整個飛行包線內最大限度地滿足飛行任務的要求，以滿足推力管理，提高燃油效率和飛機的機動性，有效地處理飛機與推進系統之間耦合影響及減輕駕駛員負擔等項要求，從而使系統達到整體性能優化。
作為IFPC的壹個重要組成環節，“心神”采用了推力矢量噴管。而該噴管區別於蘇壹37的圓截面三維推力矢量噴管和F-22的矩形截面低可探測二維矢量噴管，而是類似於美德合作的X壹31所具有的三片折流板矢量操縱方式，比較特別的是“心神”的矢量折流板帶有鋸齒，有可能是為了降低雷達探測性而設計的。
毫無疑問，X壹31項目是目前有人戰鬥機最強機動性的代表，這壹項目誕生於1986年6月，美國和當時的聯邦德國政府簽訂了壹份關於聯合進行“增強戰鬥機機動性”(EFM)計劃研究的諒解備忘錄，該計劃由美國國防部高級研究計劃局牽頭，聯邦德國國防部的技術計劃部門以技術合作的方式參與該計劃，為該計劃的發展研究機就是X壹31“增強戰鬥機機動性”驗證機，該機主要用來研究提高近距空戰格鬥能力的方法。而X壹31最具特點的就是折流板矢量噴口，3塊碳壹碳導流葉片繞發動機圓周對稱配置，每枚導流葉片的受高溫區都包敷著碳化矽面層，且均由單獨的作動裝置驅動。通過偏轉導流葉片來提供俯仰和偏航所需的控制力。最大偏轉角度為35度，折流板矢量噴管不像二維和三維推力矢量噴管那樣包覆住噴流，因而在大多數情況下最大只能將氣流方向改變15度，而在某些低能量狀態以及發動機尾噴口面積較小的情況下氣流改變還達不到15度。而且折流板推力矢量控制方式的缺點是相當明顯的，首先它的導流葉片在同時偏轉壹定角度以上可能發生相互碰撞，因而必須在控制軟件中做適當的設置，這會導致該機推力矢量的控制律和與飛行控制系統的結合相當復雜；其次是導流葉片本身的使用能力問題，X-31的折流板內偏5度僅僅10秒後就必須外轉10度冷卻15秒才能再次使用.最後是折流瓣式偏折噴口的固有缺點——推力損失問題，X壹31A在導流葉片的偏轉角度超過10度時推力開始明顯損失，偏轉至25度時推力將損失700千克力左右。
不過盡管推力矢量控制方式有種種缺點，但是“心神”仍IEl決定采用這壹矢量控制技術，壹方面是結構簡單，不用面臨開發額外的且日本從未接觸過的結構復雜的俄式三維矢量噴口，同時也不像F-22的二維矢量噴口那樣不能對偏航方向作控制；另壹方面，折流板技術是美國的現成技術，即使是雙發動機同時采用折流板也在F／A壹18 HARV上進行過驗證，而X-31所驗證的技術本來就是用於移植的，因此在結構設計以及控制軟件上，日本都可以直接從其盟友美國身上獲取。畢竟日本要試驗研究的是控制技術而不是結構制造技術。對於日本來說，制造壹個機器並不困難，不必因此浪費時間而導致“心神”計劃的拖後。
除此之外，三菱重工還要同時展開“靈巧蒙皮(Smart Skin)”的試制。靈巧蒙皮主要是指用於機身制造的壹種重量輕且強度高的新型復合材料。這種全新材料的試驗工作計劃將於2011年完成。
“心神”先進技術驗證機起飛重量約為8噸，所裝備的兩臺日本國產XF5-1渦輪風扇發動機總推力能夠達到10噸，飛機起飛推重比為1.25。采用了新型靈巧蒙皮的“心神”還將進壹步降低重量。除了靈巧蒙皮之外，“心神”還將要驗證實現IFPC能力的矢量噴口.多功能主動相控陣雷達以及類似於F壹35的綜合光電搜索瞄準系統。如果壹切順利的話，全狀態“心神”驗證機將於2014年進行首飛。