F-14A 继承了 F-111B 的休斯 AWG-9 雷达和 AIM-54A 不死鸟远程空空导弹，并且也采用先进的可变翼设计，主翼的变动范围由最少的 20 度至最大的 75 度，不过 75 度的后掠角只是属于在航母上停放的位置，不能在飞行中使用，飞行中的最大后掠角只有 68 度，飞行员可按照飞行需要驱动液压装置改变战机主翼后掠的角度，也可以由电脑自动控制。
F-14 的机头微微向下倾，有利于空气动力和飞行员的视野，纵列布置的飞行座舱，飞行员在前，武器操纵员在后，机背以小角度向后倾斜，然后再和主机身平行融合，所以从后面看，机身前半身好像是一个拉直了的 S 字，再加上全动的水平尾翼和双尾翼构成了 F-14 的主要外形。 其采用机身两侧进气，进气道采用和 MiG-25 一样的方形进气口，飞机的主翼和进气道融合成为一体，F-14A 采用模拟式飞行控制系统，机载电子系统十分先进，其使用的脉冲都卜勒雷达 AWG-9 的探测距离超过 300 公里，并能同时跟踪 24 个目标，并引导 AIM-54 同时攻击 6 个目标。其它电子系统还包括自动导航系统，多功能抬头显示器，雷达警告接收机等。
F-14 雷达罩向上打开
F-14A 装备两台普惠 TF30 型涡轮风扇发动机，事实上，这种发动机是从夭折的 F-111B 发展而来，当初只是作为 F-14A 最终动力装置确定前的过渡产品（换装发动机的 F-14 就是 F-14B）。由于财政紧缩。TF30 发动机竟然成了主力生产型。TF30 单台正常推力为 5,600 公斤，最大推力为 9,480 公斤。发动机分别安装在垂直尾翼的下方，并不同于一般的并列安装于机身内，两具发动机分得很开，消除了尾流的互相影响；另外机腹下的空间很大，可以半埋式挂载 4 枚 AIM-7 麻雀导弹，飞行时还可以产生部分升力。F-14A 可配搭各种空对空武器用于作战，包括 AIM-54，AIM-7，AIM-9 等，最多可携带 8 枚导弹，固定武器为一门 M61A1 20mm 六管速射机炮。
F-14A 的 TF30-P-414A 发动机
如果不是 F-111B 的夭折，当今威风凛凛的 F-14“雄猫”也许根本不会存在。但是 F-14A 一直受到 TF-30 发动机的困扰，首先推力不足，影响性能；另外是也引起飞机意外损失。F-14A 的发动机急须改进。
F-14A 三视图、剖视图
<F-14A 性能诸元> 翼展：19.45M（最小后掠） 机长：19.1M 机高：4.88M 最大起飞重：31,661Kg 发动机：普惠 TF30-P-414A 型涡扇发动机 最大推力：5600Kg X 2 最大速率：2.34马赫（2,486Km/h） 续航距离：3,209Km 武装：20mm 炮 X 1/不死鸟、响尾蛇、麻雀空对空导弹等 X ２～６ 载弹量：6,577Kg 乘员：2名
不死鸟导弹是属于超长距离的空对空导弹，射程在 160Km 以上，并且具有发射后不管的能力。
不死鸟导弹和休斯 AWG-9 都卜勒雷达相搭配，AWG-9 的探测距离超过 300 公里， 并能同时跟踪 24 个目标， 并引导 AIM-54 同时攻击 6 个目标。也就是说敌机一飞到天上还没有看到 F-14 战机，就早被不死鸟导弹锁定。而且更重要的一点是不死鸟导弹也同样配备了主动式与半主动式雷达导引系统，因此当 F-14 战机将不死鸟导弹发射出去之后，不死鸟导弹便会自己追踪目标，这就是不死鸟导弹可以〝打了就跑〞的最主要原因。
AIM-54 导弹图解
事实上，TF 30 发动机是从失败的 F-111B 派生而来，F-14A 飞机的寿命总是被发动机的问题所困扰。消除 TF30 发动机缺陷的尝试虽然取得了有限的成功，但在 F-14A 在服役中,TF30 发动机的问题渐渐显现出来，1981 年 7 月，一架装有通用电气 F101 涡轮风扇发动机（也是洛克威尔 B-1 的发动机）的 F-14 进行第一次试飞。这架 F-14 就是 F-14B 原型机，所装的发动机是 F101DFE（Derivative Fighter Engine派生战斗机发动机）。试飞员惊喜地发现有了强大动力的 F-14 果然如猫一样敏捷：90 秒内能从 0.8M 加速到 1.8M，不开加力也能从航母上弹射起飞！
由于 F101DFE 发动机的成功表现，所以在 1982 年 10 月，海军授命 通用电气进行 F-110 发动机的全尺寸大规模研制。为了保险起见，普拉特·惠特尼的 PW1128N 涡轮风扇发动机也在并行发展中。1984 年 7 月，海军认可了 F-110 发动机，F-14B 原型机换装了 F-110-GE-400 发动机进行试飞。结果试飞很成功，并直接导致了 F-14A+ 的出现。另外海军也决定在 F-14 战斗机新改型 F-14D“超级雄猫”上安装通用电气公司的 F110 涡轮风扇发动机。
F-14A 与 F-14A+/B/D 尾部对比
F-14A+ 可以直接在 F-14A 基础上改进，其中包括更换两具 F-110-GE-400 发动机，另外更新的地方还有发动机疲劳监测系统、ARC-182 UHF/VHF 无线电、ALR-67 告警系统、休斯 AWG-15 火控雷达、机炮硝烟净化系统。新发动机使 F-14A+ 航程增大了 60%，战区滞空时间增加了 33%，爬升率增加了 61%，另外、还减弱了夜间飞行的喷焰。这些数据同样适用于 F-14B/F-14D。
1990年，更加先进的 F-14D 开始服役。F-14D 装备了 APG-71 雷达系统，这种雷达利用了美国空军 F-15“鹰”多阶段改进计划中的 APG-70 雷达的技术，并融入了 AWG-9 雷达的能力，处理能力比 F-14A 提高了六倍。其它改进包括座舱仪表的设计，电子干扰机和联合战术信息发布系统，数字式线传飞行控制系统，机首雷达罩下的电视/红外搜索跟踪系统也有所改进。
F-14A 前后座舱
新型的 F-14B 只制造了 8 架,D 型制造了 37 架，而所有的 F-14A+ 都改进为D型的规格。F-14 的前景并不乐观，随着 F/A-18E/F“”的服役，F-14 将逐渐退役，较新的 F-14B/D 将保留到 2010 年。格鲁门的最后一只猫从而在人们的视线中消失。