F-16的翼下600加仑大型副油箱
以色列IMI公司研制的2271升副油箱可使F-16的转场航程增加40%，作战半径增加25%。Block 50/52+及F-16E/F、F-16I可在机背安装一对1703升（450加仑）的保形油箱。保形油箱的设计思想是在保持或不大改变飞机整体流线型（保形）的气动布局的前提下，紧贴机体安装，使油箱与机翼或机身的表面相切，从而减小飞行阻力和雷达反射面积。保形油箱几乎不影响飞机的机动性、操纵性、过载限制和机体设计，而且保形油箱也不影响飞机的日常维护和检修。此外，采用保形油箱还有一个好处，就是可以腾出机翼下面的挂点，使飞机可以携带更多的武器弹药。
F-16的保形油箱
Block 52+机身上的保形油箱安装点
F-16的保形油箱可以大幅增加飞机的航程和滞空时间。和原来的Block 30/32 F-16相比，安装保形油箱的Block 52+在操纵品质上毫不逊色，飞行员驾驶其它批次F-16的许多经验对新机仍然适用，在携带保形油箱的情况下仍可做出9g的大过载机动。
F-16在机背安装有硬管式控制加油接口，覆盖有可下陷的铰链式舱盖。F-16发动机启动后，机身内部前后两个小型蓄油油箱通过主燃油阀直接向发动机供油。4个内部油箱分为两组，分别是前/右和左后，两组油箱的燃油系统分别向各自的蓄油油箱供油。机腹副油箱同时向左右机翼油箱供油，机翼副油箱向各自的机翼油箱供油，直到副油箱燃油耗尽。不过在进行空中加油作业期间，副油箱停止向内部油箱供油。
F-16的油箱间主要通过重力和虹吸作用传输燃油，当然也有燃油泵来辅助供油。燃油流量分配器（FFA）用于调整两组油箱的供油量，以避免飞机左右不平衡，以及重心的前后偏移。如果FFA（属于液压系统的一部分）出故障的话，F-16就会因燃油分部不平衡而导致重心失衡。
F-16的燃油系统简图