Los cazas de cuarta generación continuaron la tendencia hacia configuraciones polivalentes, y fueron equipados con sistemas de armas y aviónica cada vez más sofisticados. El diseño de los cazas de esta generación fue significativamente influenciado por la teoría Energía-Maniobrabilidad (E-M) desarrollada por el coronel John Boyd y el matemático Thomas Christie, basada en la experiencia de combate de Boyd en la Guerra de Corea y como instructor en tácticas de combate durante los años 1960.

Las características E-M fueron aplicadas por primera vez al McDonnell Douglas F-15 Eagle, pero Boyd y sus partidarios creían que esos parámetros de rendimiento requerían un avión pequeño y ligero con alas más grandes y con mayor sustentación. El pequeño tamaño reduciría el arrastre e incrementaría la relación empuje a peso, mientras que las grandes alas reducirían la carga alar; aunque la carga alar reducida tiende a disminuir la velocidad máxima y reducir el alcance, incremente la capacidad de carga útil y la reducción de alcance puede ser compensada por el incremento de capacidad para combustible en las alas de mayor tamaño. Los esfuerzos de la "Fighter Mafia" de Boyd darían lugar al General Dynamics F-16 Fighting Falcon.

Otros tecnologías innovadoras introducidas en los cazas de cuarta generación incluyen el radar de control de tiro de impulsos Doppler (con capacidad "look-down/shoot-down"), la pantalla frontal de presentación de datos (HUD), controles HOTAS (en el mando de gases y en la palanca de control), y pantallas multifunción(MFD), todos las cuales se han convertido en equipamiento esencial.