Одноместный МиГ-29М и двухместный МиГ-29М2 представляют собой многофункциональные истребители поколения «4++» с повышенной дальностью полета, увеличенной боевой нагрузкой и расширенной номенклатурой бортового вооружения.

Основные технические и технологические новшества, внедренные на истребителях МиГ-29М/М2:
– усовершенствованный фюзеляж и крыло;
– цифровая комплексная электродистанционная система управления самолетом с четырехкратным резервированием;
– существенно сниженная заметность в радиолокационном диапазоне;
– увеличенная емкость топливной системы и наличие системы дозаправки топливом в полете;
– увеличенная боевая нагрузка, размещаемая на девяти точках внешней подвески.

Истребители МиГ-29М/М2 входят в состав нового унифицированного семейства боевых самолетов, созданного на базе корабельных истребителей МиГ-29К/КУБ.

Силовая установка включает ТРДДФ РД-33МК, имеющие увеличенную тягу, оборудованные бездымной камерой сгорания и новой электронной системой управления с полной ответственностью (типа FADEC). Двигатели имеют модульную конструкцию и отличаются повышенной надежностью и ресурсом.

По желанию заказчика истребители могут оснащаться модификацией двигателя РД-33МК со всеракурсным отклоняемым вектором тяги (ОВТ), что обеспечивает самолету решающее преимущество в маневренном воздушном бою. Силовая установка из двух двигателей с ОВТ отработана на опытном сверхманевренном самолете МиГ-29М ОВТ.

Истребители МиГ-29М/М2 отличаются улучшенными эксплуатационными характеристиками и повышенной надежностью агрегатов, систем и узлов. По сравнению с ранее выпускавшимися истребителями, стоимость летного часа снижена почти в 2,5 раза. Истребители МиГ-29М/М2 рассчитаны на эксплуатацию по техническому состоянию.

Бортовое радиоэлектронное оборудование МиГ-29М/М2 строится по принципу открытой архитектуры на основе стандарта MIL-STD-1553B, что позволяет по требованию заказчика устанавливать на самолете новое оборудование и вооружение российского и иностранного производства.

На истребителе установлена многофункциональная многорежимная импульсно-доплеровская бортовая радиолокационная станция (БРЛС) "Жук-МЭ", выпускаемая Корпорацией «Фазотрон-НИИР». БРЛС оснащена щелевой антенной решеткой. По сравнению с БРЛС предыдущего поколения, «Жук-МЭ» имеет больший диапазон углов обзора по азимуту, увеличенную вдвое дальность обнаружения, меньшую массу и более высокую надежность. БРЛС «Жук-МЭ» обеспечивает сопровождение до 10 воздушных целей и одновременный обстрел ракетами четырех из них.

МиГ-29М/М2 оснащаются многоканальной оптико-локационной станцией и системой целеуказания пассивным головкам самонаведения противорадиолокационных ракет.

Предусмотрена возможность установки на самолете контейнеров с инфракрасной и лазерной прицельной аппаратурой для подсветки наземных целей.

В состав комплекса вооружения входят управляемые ракеты «воздух-воздух» и «воздух-поверхность», корректируемые авиабомбы, неуправляемые ракеты, авиационные бомбы и встроенная 30-мм пушка. Вооружение МиГ-29М/М2 позволяет поражать воздушные цели, а также подвижные и неподвижные наземные/надводные цели.

Одноместный и двухместный варианты имеют идентичное оборудование и вооружение, а так же высокую степень унификации конструкции.

Для МиГ-29М/М2 разработан функционально полный набор технических средств обучения.