レーダーにはF-22Aに搭載されているAN/APG-77 AESAレーダーをF-35の機体サイズに合わせ改修したAN/APG-81が搭載される。その探知距離は90nmとされており、これはAN/APG-77の約3分の2にあたる。また、FLIRを始めとする目標探知システムやレーザー誘導兵器の誘導等に使うレーザー照射装置等で構成される、EOTS（電子光学ターゲット探知システム）と呼ばれる装置も搭載される。

コクピットは先進的なものとなっており、その特徴の一つに、現代の戦闘機では常識となっていたHUDを装備しないという点が挙げられる。これはHMD（Hellmet Mounted Display ヘルメット装着型ディスプレイ）により、前方のみの限られた範囲でしか情報が表示されないHUDが必要なくなったためである。このHMDは、従来のJHMCS（Joint Helmet Mounted Cueing System 統合ヘルメット装着型キューイング装置）を更に発展させたもので、JHMCSは戦術機動中のミサイルの照準程度にしか使えず、HUDの機能全てを表示することは出来なかったが、F-35のHMDではディスプレイのリフレッシュレートを大幅に引き上げることによって火器の照準だけでなく、飛行情報の基本ディスプレイとして使用することが可能となった。また、HUDやコクピットのMFDにしか表示出来なかったFLIRの画像などの戦術データもバイザーに投影することが出来る。更にSTOVL仕様のF-35Bでは、コクピット直後にリフトファンを内蔵した関係で生じた左右下方と後方の死角を補うために、ノースロップ・グラマン社製の電子式光学画像配信システムEODASが採用されている。これは上下前後左右、つまり自機の全周360°をカバーした映像がバイザーに投影されるというもの。バイザーに情報を投影するイルミネーターが2基あるにもかかわらず、全体が炭素繊維でできているため、従来の汎用ヘルメットよりも軽量である。開発メーカーはイスラエルのビジョン・システム・インテグレーション（VSI）社で、VSIはJHMCSの開発も行なっている<ref>月刊『航空ファン』2008年3月号、12月号、2009年2月号</ref>。

また、主表示装置については、従来の機体と異なりひとつの大型液晶ディスプレイとなっている（カラー表示、タッチパネル式）。このディスプレイの表示をいくつかのウィンドゥで区切って分割し、そこに各種の情報を表示する為、従来の機体の表示装置よりも大幅に見やすくなっている。画面分割数やウィンドゥのサイズ等、表示する情報をパイロットが変更出来る。これにより、必要な情報のみを表示し不必要な情報は表示しない、という従来の機体にはない使い方も可能で、パイロットに与える負担を少しでも減らせると考えられている。その他、F-22A等と異なり操縦桿が可動するようになっている。 <gallery> File:F-35 EOTS2.jpg|EOTSの映像 </gallery>