该机外形和 T-38 相当相似，机身长度相同。在外观上，二者的主要区别是：F-5B 保留了 F-5A 的前缘襟翼和翼根边条，垂尾根部有减速伞舱，后机身两侧具有百叶窗式辅助进气口，以上均为 T-38 所无。此外，F-5B 前起落架为轮叉式结构，T-38 则为半轮叉结构。
F-5B 具有和 F-5A 几乎相同的全部作战能力，载弹量和外挂武器种类和 F-5A 相同。但由于增加了教员座舱，机头的 2 门固定航炮被取消。该机起飞重量达 8,936㎏，远大于 T-38 的 5,307㎏。
1964 年 2 月 24 日，第一架 F-5B 原型机（63-8438）首次试飞。2 月 28 日，该机在小角度俯冲中首次突破音障。4 月 30 日，F-5B 进行了首次超音速平飞。
第 8 架 F-5B（63-8445）被诺斯罗普用作展示用机，该机于 1964 年底访问欧洲和中东 12 国，进行商业促销表演，以寻求可能的买主。
1970 年中，最后一架 F-5B 交付韩国空军。总产量 200 架。
土耳其空军的 F-5B
F-5C/D
根据“幼虎”计划，美国空军自己装备的 F-5A/B，基本上和 F-5A/B 相同，但进行了一些改装，以便该机可以在东南亚执行任务，主要措施包括：在机头加装受油管，机身腹部增加 41㎏ 防弹装甲板，采用改进的翼下弹射挂架，改进仪表和操纵系统，标准的固定光环瞄准具被具有自动计算提前量能力的瞄准具取代，取消方向舵行程限制，机身涂装也改用适合热带战场的三色迷彩。
美国空军将 12 架 F-5A 投入越南战场进行测试，这批安装了空中受油装置的 F-5 型号改为 F-5C
RF-5A
RF-5A（公司设计代号 N-156C）是 F-5A 的侦察型。该机 1967 年 10 月获得正式订单，次年 5 月首次试飞。它保留了 F-5A 的部分作战能力，但在机头舱内增设 4 台 KS-92 航空侦察相机以遂行侦察任务。KS-92 装有自动快门及 100 英尺长的胶卷，可以提供多种航拍方式。全部 4 台相机拆装时间不超过 5 分钟。通过采用不同的镜头，使得相机具有6种基本构型。
RF-5A 的机头比 F-5 具有更明显的棱角，以容纳侦察相机。向前打开机头上部铰接的舱盖即可对相机进行维护。除了机头前段外，RF-5A 的外形和 F-5A 几无二致，甚至连两门机头航炮也都保留。理论上，RF-5A 的机头可以和 F-5A 互换，但在野战条件下，进行此类改装需要大量时间。
RF-5A 的机头
60 年代末，第一架 RF-5A 交付使用。它的主顾是伊朗帝国空军。接下来，希腊、摩洛哥、挪威、韩国、南越、泰国和土耳其都相继采购该机，总产量 89 架。
西班牙空军的 SRF-5A，在机头装有照相设备
CF-5
由加拿大航空有限公司根据许可证改进生产的 F-5A/B。CF-5 包括 CF-5A（单座战斗型）和 CF-5D（双座教练型，D 在此处为“Dual”，意为“双重的”）。
执行拖靶任务的 CF-5D
根据美国空军“幼虎”计划在越南获得的经验教训，CF-5A 进行了相应改进。主要是：采用 Orenda 公司改进的 J85-CAN-15 发动机，加力推力达到 2,177㎏，从而使得 CF-5 的速度、爬升性能明显改善（海平面爬升率从 142 米/秒提高到 167 米/秒）；采用可拆卸式空中受油管，装在座舱左后侧（美军 F-5C 则位于座舱右后侧）；改进导航系统和无线电系统；改进前起落架设计，其支柱在起飞时可以伸长，从而使得地面停机角增大 3°，滑跑距离缩短 25％；在后机身两侧增加百叶窗式辅助进气门，以增大起飞时空气流量；增加可收放式进气道防护网，提高野战机场起降能力；增加装甲防护；加强风挡，以提高对低空飞行鸟击的防护能力；采用弹射式翼下挂架，改善机－弹分离；改进导航和通讯设备；增加着陆拦阻钩，减小迫降时冲出跑道的可能性；增加风挡和发动机进气道除冰除雨设备；发电能力提高 87％；换装弗伦梯 ISIS N 型武器瞄准系统。
CF-5A
在执行侦察任务时，CF-5A 的机头可以很快更换为侦察构形机头（代号 CSS-1）：取消航炮，代之以 3 台 70 毫米 547 型侦察相机。在外观上，这种机头和 RF-5 并无二致，但其快速更换能力为用户带来了不小的便利。采用 CSS-1 机头的 CF-5，被称作 CF-5（R），不过这种改装套件几乎从来没有实际使用过。
CF-5A 涂装说明
NF-5
荷兰皇家空军装备的 CF-5。
和早期型 F-5A/B 相比，NF-5 的主要改进包括：加强机翼结构；加装手动控制、电气驱动前/后缘襟翼（控制开关在油门杆上），据称瞬时盘旋角速度增大 50％；外挂载油量/载弹量增大。CF-5 上安装的大部分航电设备被取消，荷兰人的 NF-5 的航电包括：弗伦梯 ISIS F-195R 武器瞄准系统，Bendix 公司的的高度/航向基准系统，马可尼 668 型多普勒导航系统和 703 型导航系统，应急超高频电台，雷达高度计等。
NF-5
SF-5
CASA 根据许可证生产、西班牙皇家空军装备的标准型 F-5A/B 以及 RF-5，S 表示“Spain”（西班牙），对应型号分别为 SF-5A、SF-5B 以及 SRF-5，以区别于美国生产的型号。
SF-5B
第二节 设计特点
气动设计
F-5A 的机翼为中等展弦比小后掠角薄机翼，采用下单翼布局，没有上/下反角和安装角。翼型为经过修形的 NACA05A-004.8，相对厚度 4.8％。1/4 弦线后掠角 24°，展弦比 3.75，根梢比 5。总的来看，这种机翼设计主要意图在于减小诱导阻力，改善起降性能和续航性能，同时有利于改善机翼失速特性。由于诱导阻力减小，可以在一定程度上弥补发动机推力不足的缺点，提高飞机的稳定盘旋能力——不过笔者认为机动性并非 F-5A 的设计重点，这个优点可以算是附带效益。只是高达 5 的根梢比令人有些诧异，因为这种设计和前述优点颇有矛盾之处。诺斯罗普的设计人员当初为何采用这种设计不得而知，但按常理推测，主要的影响因素应该是速度和重量：在发动机推力有限的情况下要满足速度要求，减小翼面积是可选的方案之一，要尽可能不影响其他设计参数，最简单的就是减小机翼后缘部分的面积，客观上造成根梢比增大；而大根梢比的特点除了有利于高速飞行外，还有利于减小机翼弯矩，减轻结构重量，其意义对于 F-5A 这种轻量级飞机来说不言而喻。