殲-15飛鯊，北約代號: Flanker-X2，是一款30噸級重型艦載型第四代戰鬥機，以從烏克蘭取得蘇聯艦載機Su-33的原型機作為參考研發定型而成，同時由沈陽飛機工業集團以殲-11B戰鬥機的生產為基礎制造，是中國海軍的第一代艦載機，首次服役於2012年遼寧號航空母艦。隨後，殲-15量產型號在2016年開始部署，並於2019年起部署於中國首艘國產航空母艦山東號航空母艦，成為中國航空母艦計劃的重要組成部份。
殲-15是一款艦載戰鬥機和多功能戰鬥機，由沈陽飛機工業集團設計並生產，截至2021年，已生產62架，它主要由中國海軍航空兵使用，並衍生自殲-11B戰鬥機和蘇-33戰鬥機原型機，還有衍生機型包括殲-15S雙座型、殲-15D電子戰型和殲-15T電磁彈射型。
殲-15的技術數據概覽，長度22.28公尺，翼展15.0公尺（折疊後7.40公尺），高度5.92公尺，翼面積67.84平方米。其空重為17,500公斤，正常起飛重量27,000公斤，最大起飛重量32,500公斤，殲-15配備兩具土星科研生產聯合體AL-31F3輪扇發動機，單台最大推力74.5千牛/89.17千牛，單台最大後燃推力125.57千牛/132千牛。
在效能方面，殲-15可達到最大速度2551公裏/小時（2.4馬赫），爬升率為325公尺/秒，實用升限為20000公尺，最大航程為3500公裏，作戰半徑為1500公裏。其翼負荷為483公斤/平方米，推重比為0.83。
殲-15的武器裝備包括一門GSh-30-1機炮，裝彈量為150發。此外還可攜帶各種火箭彈，如S-5航空火箭彈、S-8航空火箭彈、S-13航空火箭彈和S-24航空火箭彈等。飛彈方面，殲-15可攜帶多達12個武器掛點，最大武器荷載為6,500公斤。其可攜帶的飛彈型別包括霹靂8近距空空飛彈、霹靂-9短程空對空飛彈、霹靂-10空對空飛彈、霹靂-12中程空對空飛彈、鷹擊-62反艦巡航飛彈、鷹擊-83K（鷹擊-85）反艦飛彈、鷹擊-91反艦飛彈、KD-88空對地飛彈和雷電-10反放射線飛彈等。此外，殲-15還可攜帶航空炸彈如FAB-250和FAB-500，以及ECM莢艙和空中夥伴加油莢艙。
2009年8月，殲-15進行了首次飛行測試，除了采用復合材料，其結構上還采用了自行研制的折疊機翼連線部份、起落架、武器掛架、著艦尾鉤和雷達告警天線等。
殲-15的起落架采用了雙輪結構並經過加強處理，但沒有彈射起飛的設計，殲-15的武器掛架采用了國產掛架，以適應國產武器的攜帶。其中，翼尖掛架的改動較大。2011年4月25日，第二架殲-15原型機進行了飛行測試。
2011年年中，互聯網資訊顯示殲-15采用了新型渦扇-10H改進型渦扇發動機，該型發動機源於渦扇10發動機，起飛推力提高至12,800千克（125.4千牛），改善了加速性和速度響應特性，使其具有更為敏捷的推力瞬變能力。同時，該發動機還滿足了艦載戰鬥機在起飛、復飛或逃逸效能上的需求，並保證了比陸基發動機更強的抗畸變能力。
在最初階段，殲-15的原型機裝備了俄制AL-31發動機。其中，551、552、553、555、556和557號原型機裝備了兩台俄制AL-31發動機，單台最大後燃器推力為125千牛，應急起飛模式推力約為128-132千牛。而554號等原型機則裝備了沈陽黎明航空發動機集團的渦扇-10H發動機，單台最大後燃器推力為130千牛，應急起飛模式推力約為135千牛。然而，根據殲-15總設計師孫聰透露，國產的渦扇-10H版發動機仍面臨著一些問題，因此殲-15最近一批次產的飛機仍使用俄制AL-31F發動機。
2012年11月23日，首架殲-15原型機在遼寧號航空母艦上成功進行了艦載測試和起飛測試。2013年3月7日，殲-15總設計師孫聰在全國政協期間接受中國新聞社采訪時透露，殲-15目前正處於飛行員培訓階段，並進行少量生產。他還表示，中國可能在2020年前研發出下一代艦載機。2013年6月18日，殲-15再次在遼寧艦上進行起降，並進行了首次駐艦飛行。截至2013年9月20日，已知生產了7架殲-15原型機，分別編號為551、552、553、554、555、556和557。其中，除554號采用了深灰色海軍塗裝外，其余均為黃色原型機塗裝。
2013年12月初，中國民間軍事論壇「超級大本營」泄露了一張采用標準的海軍灰藍色塗裝的殲-15艦載戰鬥機照片，座艙後部塗裝有海軍軍旗，垂直尾翼則塗有一只「飛鯊」圖案。這說明該型戰機已經透過試飛階段，正式進入中國人民解放軍海軍航空兵的正式服役，並已進入量產階段。
截至2017年10月，首艘航母遼寧艦已經裝備了滿編24架殲-15，飛機編號從100到123，除了110號機外，均有圖片證實。2018年4月，中央電視台曝光了遼寧號上第二個殲-15團的起降作業。目前，該型戰機的最大編號為212。2019年5月，殲-15首次部署到當時尚未命名的山東艦上，並實作了在該艦的起降。隨後，這批新部署的殲-15於同年12月17日隨山東艦一起正式進入服役。
根據【南華早報】2018年7月的報道，中國軍事專家李傑認為，開發一種新的艦載戰鬥機以提高航母戰鬥群的戰鬥力是必要的。他認為殲-31隱形戰鬥機有望取代殲-15戰鬥機。而中國人民解放軍空軍中將張洪賀表示，中國正在研發一種新型艦載機。
2012年11月3日，雙座版本的殲-15S進行了首次飛行測試，它可用於訓練和戰鬥等多種用途。該機原型機使用渦扇-10發動機。2014年1月，殲-15S艦載戰鬥機掛載了「夥伴加油吊艙」，並進行了「夥伴加油」訓練。夥伴加油是指同型機之間進行加油，能夠大大增加"飛鯊"的載彈量，並延伸其作戰半徑。而殲-15D則是在殲-15S雙座型的基礎上研制的電子戰攻擊機。這種機型曾被拍到在飛行時攜帶了類似KG600翼尖電子戰吊艙的裝置，而這種裝置在中國被安裝在為執行防空壓制任務（SEAD）而最佳化的殲-16雙座戰鬥機上。
2021年4月完成首飛的殲-15D電子戰攻擊機，有訊息稱其機身已經塗上了海軍灰色，這可能意味著該機已經結束了試飛階段，並將開始小批次交付部隊進行試用。為了適應新的機載電子戰系統，殲-15D在設計上進行了一些改動，包括去除了機頭部份的紅外搜尋和跟蹤裝置、拆卸了30公釐航炮和空速管，並用有源電子掃描陣列雷達替換了機械掃描雷達。報道強調，這些結構上的變化使殲-15D增加了一個座位，使其能夠實作有效的艦載操作，同時仍然可以搭載足夠的彈藥執行任務。
首架殲-15T原型於2016年7月首飛，同年11月，第二架殲-15T原型首次成功從荒地村空軍基地的陸基電磁彈射設施起飛。殲-15T的正式照片於2021年12月17日首次曝光，它被預計將用於福建號航空母艦，並配備了新型的特殊前起落架，以適應電磁彈射航母的需求。
除了新型前起落架，翼尖掛架也從原來的倒L型改為一字型，預計將用於搭載新型霹靂-10空對空飛彈，座艙前的紅外線搜尋與追蹤系統以及前緣機翼也有所變化，這可能意味著航空電子系統有所改良，例如加裝了機翼前緣雷達。據分析認為，殲-15T可能換裝了先進的「主動電子掃描陣列雷達」（AESA）系統，並且進行了機身減重，可以攜帶更多的彈藥。相比於全新的殲-35，殲-15T是經過時間驗證的改進型艦載戰機，在量產、整合和訓練上更容易上手，因此有望優先裝備部隊。【戰爭地帶】專欄的分析認為，殲-15T將采用自產的渦扇-10海軍版發動機，而不是俄羅斯提供的AL-31發動機。
這款機型的起源可以追溯到蘇聯Su-27海軍版本，最初的原型機定名為Su-27K。然而，由於蘇聯解體的原因，該系列的研制工作暫時停滯，後來由俄羅斯接手開發，並於1998年開始服役。俄軍定型的量產版本被稱為蘇-33戰鬥機。由於俄羅斯不允許向中國出售艦載機技術，並且正在退休Su-33並計劃更換為米格-29KR，所以盡管殲-15的設計和服役目的與Su-33非常相似，但未來的部署情況將會截然不同。中國海軍配備的艦載機實際上是在烏克蘭提供的原型機基礎上進行了自主開發。
殲-15的氣動外形是模仿烏克蘭提供的10架蘇-33艦載戰鬥機原型機之一（實際為機件狀態較好的T-10K-7，而T-10K-3僅充當備件已經失去了大部份參考價值），並融合了殲-11B的技術，在裝配了前翼、折疊式機翼、增強的起落架強度和艦載著艦鉤等艦載機特征的基礎上進行了大幅改造。邊條、升力前翼、折疊機翼、折疊尾翼和尾椎等部件采用了國產復合材料，相比蘇-33，復合材料在該機型中所占的比例有所增加，並采取了一些減重措施，因此預計殲-15的空重小於19噸。殲-15和原版裝置相比，電子系統也全部采用了中國自主研發的技術，同時原型機與蘇-27側衛家族一樣也裝備了IRST紅外光電探測器，猜測飛行員可能配備全方位頭盔瞄準具，用以搭配自行開發的武器系統。
央視【軍事報道】於2019年3月19日訊息稱，在渤海某海域，北部戰區海軍航空兵某部連續組織了多架殲-15艦載戰鬥機進行空中加油訓練，以錘煉部隊在復雜條件下的海空作戰能力。這也是央視軍事報道首次公開了殲-15進行夥伴加油的畫面。
