Dengan cadangan bahan bakar normal 5.270 kilogram, Su-30SM mampu melakukan misi tempur 4,5 jam dengan jangkauan 3.000 kilometer. Sebuah sistem pengisian bahan bakar udara meningkatkan jangkauan untuk 5.200 kilometer atau durasi penerbangan hingga sepuluh jam pada ketinggian cruise. Kecepatan maksimum pesawat adalah 2.120 kilometer per jam.
Su-30SM dilengkapi dengan perlengkapan identifikasi teman atau musuh, kursi ejeksi serta global positioning and inertial navigation systems. Desain pesawat yang canggih memungkinkan integrasi avionik modern, termasuk sistem radar, radio dan sistem baru, serta sistem pendukung lainnya.
Pesawat ini mampu membawa muatan senjata canggih yang beratnya mencapai delapan ton. Pesawat dapat dipersenjatai dengan senapan mesin, bom, rudal udara ke udara, dan rudal supersonik anti-kapal Oniks (Yakhont) dan rudal serangan darat.
Angkatan Bersenjata Rusia menerima 18 Su-30SM pertama antara tahun 2012 dan 2014, di tengah rencana Kementerian Pertahanan negara itu untuk secara bertahap menggantikan armada Su-24 dengan Su-30SM.
