自2000年起，日本航空自卫队（JASDF）便开始列装三菱F-2轻型多用途战斗机。这款由三菱重工主导、基于通用动力（现洛克希德·马丁）F-16“战隼”改进而来的战机，在1995年至2011年间共生产98架。如今二十年过去，面对来自朝鲜、中国和俄罗斯日益增长的威胁，日本及航空自卫队正寻求一款先进的现代化战机作为替代，由此催生了“F-X”下一代战斗机计划。
起初，航空自卫队希望采购美国先进的F-22“猛禽”第五代空中优势战斗机，但由于1997年美国政府以涉及敏感技术为由禁止该机型出口，这一计划被迫搁置。此后，日本在寻求国外解决方案与自主研发之间选择了后者（尽管未来仍可能开展国际合作）。F-X项目的源头可追溯至“i3战斗机”项目和X-2“心神”技术验证机项目，其中X-2作为单架可飞行原型机，展现了未来F-X的部分特性，包括隐身能力，其在2016年至2018年间承担了数据收集任务。
截至2020年的规划显示，F-X原型机暂定将于2024年完成建造，2028年进行首飞，2031年启动全速批量生产，预计2035年正式列装航空自卫队。为满足性能、航程及生存能力需求，F-X将搭载两台嵌入式加力涡轮风扇发动机，这使得机身尺寸相对较大，能够容纳更多燃油（以支持远距离海上行动）、雷达系统以及内置武器。设计中摒弃了传统的液压驱动方式，采用电动作动器，并着重强化隐身性能——通过特殊材料和机载系统实现雷达截面积缩减与雷达波偏转，同时运用复合材料构建机身，在减轻重量的同时提升性能与航程。
动力系统方面，F-X选用IHI XF9-1加力涡轮风扇发动机，干推力约为22,000磅，加力推力可达30,000磅。该发动机设计上采用窄体结构，以最大化机身内部空间，从而容纳更多武器、燃油及其他关键系统。排气口配备推力矢量襟翼，赋予F-X卓越的机动性能，同时保持隐身优化。双发设计虽为战机带来出色性能，但也意味着更高的维护维修成本和燃油消耗。
从设计布局来看，F-X采用常规构型，外观与美国空军F-22“猛禽”相似。单座驾驶舱配备特殊涂层舱盖，位于尖锥机头后方，机头内部将安装先进的有源电子扫描阵列（AESA）雷达——这是现代战斗机的标配。主翼在翼根处平滑过渡，翼尖呈截尖设计，前缘后掠、后缘渐缩。尾翼摒弃了传统的水平尾翼，改用一对外倾双垂尾，兼具垂直与水平控制功能。机身内的两台发动机之间留有微小间隙，通过尾部排气口排出。起落架采用常规三轮车式设计，保障地面滑行需求。
武器配置上，除内置自动机炮外，F-X计划兼容当前及近期所有空对空、空对地发射/投放武器，包括导弹、精确制导弹药和特种任务吊舱。正在研发的XASM-3反舰导弹将为F-X专属配备，用于海上巡逻任务。此外，还计划搭载微波武器，以快速应对来袭导弹威胁。为维持低雷达截面积，主要武器将挂载于一个或多个内置武器舱，同时大概率保留外部挂点，可额外携带导弹和炸弹（类似F-22的设计）。预计F-X的载弹量将超过航空自卫队目前装备的F-35攻击战斗机。
与其他现代战机类似，F-X飞行员将配备宽视场（WFoV）头盔显示器（HMD），可随时获取关键任务与系统数据，该头盔预计具备变焦、全彩图像和三维音效功能。若F-X项目按计划推进，这款战机将成为航空自卫队未来数十年的空中优势解决方案，预计服役至2050年代。此外，该项目还将重振日本有限的航空工业，未来有望拓展能力以支持F-X的国际客户。尽管F-X是一项充满挑战的雄心之作，但支持者希望能避免重蹈此前F-2战机因依赖美国技术而陷入争议且成本高昂的覆辙。