ВВС требовался самолет, способный наносить ракетно-бомбовые удары в простых и сложных метеорологических условиях, в дневное и ночное время, в том числе на малых высотах, с прицельным поражением наземных и надводных целей в режиме ручного и автоматического управления. Помимо этого, машина должна была обладать специальной аппаратурой, позволяющей производить полет с огибанием рельефа местности на высоте 200 метров со скоростью более 1300 км/ч.

На Су-24 была впервые сделана электрическая система управления рычагов управления двигателями. На других самолетах, как правило, система была тросовая (механическая). Пилоты рефлекторно чувствовали, какое усилие было необходимо для набора двигателем определенных оборотов. В кабине Су-24 у инструктора находились два нажимных бегунка в вертикальном положении. При их нажатии было достаточно сложно вывести двигатель на требуемое количество оборотов. Причем обороты контролировались только у летчика, что часто приводило к рассогласованности РУДов между инструктором и пилотом (у которого в таком случае РУДы выходили из зацепления, что было очень неудобно). На эту систему поступало много жалоб со стороны авиаторов. Отметим, что электрическая система управления РУДов позволяла регулировать обороты только в диапазоне "малый газ - максимал". Форсажные режимы и режим остановки двигателя регулировались отдельной кнопкой.

Обзор из кабины для работы по наземным целям вполне устраивал летчиков. Однако в заднюю полусферу обзор был очень плохой. На самолете не устанавливались боковые, верхние зеркала и перископ. Это было весьма неудобно для полета в группе (например, когда ведущему пилоту приходилось смотреть назад вправо через штурмана). Экипажи выходили из этих ситуаций по-разному, зачастую приспособляя на руки свои собственные небольшие зеркала, взятые из дому.

С точки зрения вооружения плохо было то, что настройки программы по применению оружия, произведенные в ходе предполетной подготовки, в воздухе изменить было практически невозможно. Если была необходимость, допустим, вместо бомб подвесить контейнеры с НУРСами, то нужно было заново перенастраивать всю программу, что делало приготовление к следующему вылету очень долгим.

При подготовке системы вооружения необходимо было очень точно выставить навигационный комплекс, в котором существовало три режима начальной выставки. Между боевыми вылетами всегда пользовались третьим. А для нанесения высокоточных ударов нужна была дополнительная, более точная выставка, что занимало еще определенное количество времени.

Летчики положительно отзывались о бортовом комплексе обороны (БКО), который значительно улучшил выживаемость самолета в бою. Система была оборудована дипольными отражателями, инфракрасными ловушками, а также ложными тепловыми целями. А теплопеленгатор "Мак-УЛ" предупреждал летчика о том, что по самолету выпущена ракета.

Что касается режима огибания рельефа местности, то сначала летчики пробовали летать в директорном режиме. Над ровной поверхностью экипажу нужно было отъюстировать истинную высоту и проследить, чтобы вся система настроилась. Автопилот, надо отметить, очень резко выводил боевую машину как на положительные перегрузки, так и на отрицательные. На самолете был установлен радиолокатор предупреждения о столкновении с естественными наземными препятствиями (РПС) "Рельеф". Принцип действия данного устройства следующий. С момента включения из него исходили два луча. При попадании первого луча на препятствие прибор высчитывал, когда наткнется на это препятствие второй луч и затем вырабатывал сигнал, уводящий самолет на нужный угол с необходимой перегрузкой.

Су-24 был одним из первых самолетов, бортовая цифровая вычислительная машина которого позволяла штурману вносить изменения в маршрут по координатным сеткам. Надо было внести долготу и широту, и система сразу определяла дальность и путевую скорость с использованием доплеровского измерителя скорости и сноса (ДИСС-7).