它与F-16，美国海军的F-14、F/A-18，欧洲联合生产的“EF2000”、法国的“幻影2000”“阵风”，中国的歼-10等同归为第三代战斗机。F-15是美国空军当前的主力制空战斗机，可用于夺取战区制空权，也可对地面目标进行攻击。1965年，作为F-4的后继型号，麦道公司的设计得到批准，它就是F-15单座双发超音速重型喷气战斗机。
与美国第二代喷气式战斗机相比，F-15的最大改进是具有高度的机动性和加速性能，摆脱了F-4等战斗机机动性能与小型喷气式战斗机相比存在一定缺陷的困境。其推重比极高，超过1，而单位翼载荷则很低。单位翼载荷(飞机重量与翼面积的比值)是决定机动性的关键因素，加上F-15的发动机推重比很高，使得F-15既便是在高速转弯的时候也并不会丧失速度。
按要求，它应能作高空高机动飞行和洲转场飞行;能单人操纵投放各种武器;可近距格斗，野战自助能力强。具有雷达下视能力，马赫数为2.5。1972年7月，原型机试飞。1974年11月开始服役，至今已生产一千多架。
装备
F-15具有多功能的航电系统包含了抬头显示器(Head-Up Display，HUD)、先进的雷达、惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)、飞行仪表、超高频(Ultra-High Frequency，UHF)通讯、战术导航系统与仪器降落系统(Instrument Landing System，ILS)。它也内建了战术电战系统、敌我识别器(Identification Friend of Foe，IFF)、电子反制(Electronic CounterMeasure，ECM)装置与中央数位电脑系统。
抬头显示器会显示出由航电系统整合提供的飞行相关资料，它可以在任何飞行环境下判读，提供飞行员飞行、追纵及猎杀敌机或其它目标的必要而即时的资讯，而不需要低头看座舱内的仪表。
F-15的多功能脉冲多普勒雷达可以向下俯视搜索目标，利用多普勒效应能避免目标的讯号被地面杂讯所掩盖，可以追纵从视距外到近距离、树梢高度的小型高速目标。目标反射的雷达讯号会 正在抛撒热焰弹的F-15E传到中央电脑，在近距离缠斗下，雷达可以自动捕获目标，并将目标资讯投射到抬头显示器上。电战系统提供威胁来源的警告，并且自动进行反制。
F-15能搭载多种空对空武器，自动化的武器系统与手置节流阀与操纵杆(Hands On Throttle And Stick，HOTAS)的设计，让飞行员只需使用节流阀杆和操纵杆上的按钮，就可以有效地进行空战。而所有的设定与视觉导引都会显示在抬头显示器上。
F-15能够携带AIM-7“麻雀”空空导弹、AIM-9“响尾蛇”空空导弹、AIM-120先进中程空空导弹，其中进气道下方外侧可以挂载AIM-7和AIM-120，机翼下的多功能挂架可以挂载AIM-9和AIM-120。而在右侧进气道外侧还有一座M61A1火神机炮。
低阻力的保形油箱(Conformal Fuel Tanks，CFT)是特别为C/D型研发的，装设在两边进气道外侧，主翼下方的位置，可以装载约约3,200公升的油料，这个装置使得F-15能够减少空中加油所需的时间，因而增加其在战场上执行任务的时间，有助于其全球部署行动。
研发
背景
二战结束后，美国政府和军方对战争的态度有了极大转变。他们认为，未来的战争必将是一场核大战，因此所有的军事资源、军事理论都为此大幅度调整。在这场大变革中，战术空军司令部成为“重灾区”之一——在核战争中，战略空军是打击主力，战术空军也就沦入给人打下手的境地。
战斗机设计重点也发生巨大转变，转而强调核武器投射能力和防空截击能力。因为，根据五角大楼将军们的想法，在想定的核战争条件下，夺取制空权的不是战斗机，而是轰炸机——用核弹将对手的一切毁于地面。传统的空战机动变得陈旧过时，取而代之的是拦截。战斗机要求具备超音速能力、先进的传感器、导弹武器以及必要条件下的超音速机动空战能力。
