美國協同八個夥伴國聯合發展的F-35聯合打擊戰鬥機(Joint Strike Fighter),結合了F-117夜鷹(Nighthawk)的隱形、F-16戰隼(Fighting Falcon)的超音速、F-18大黃蜂(Hornet)的艦載操作、AV-8B鷂式(Harrier)戰鬥機的短距起降能力,並有更遠的航程及更佳的可靠性,現三種原型機皆已順利出廠,正進行全系統發展驗證(System Development and Demonstration)最後的試飛階段。
美國海軍在1980年針對未來的機隊進行海基空中主宰研究(Sea Based Air Master Study),獲得重要結論之一是以當時的技術水平,海軍要擁有全部都是STOVL的機隊,比起傳統艦載型機隊要貴很多。根據此結論,美國國家航空暨太空總署(NASA)啟動了先進STOVL(Advanced Short Take Off and Vertical Landing)項目,以開發出降低超音速STOVL飛機成本的技術。由1980年到1987年間,美國國家航空暨太空總署提供經費由各大飛機公司進行取代AV-8B的超音速後續機種概念研究,當時洛克希德的研究概念就取材自羅羅(Rolls Royce)公司的串列式(tandem)風扇發動機。
概念設計的飛機任務需求共有三項︰空中近距支持、戰鬥空中巡邏(Combat Air Patrol)、以及甲板起飛攔截(Deck Launched Intercept),對其它的速度、機動特性、雷達特徵…等都沒有特別規定,唯一比較明顯的規格是飛機的空重不能超過10886千克(24000磅),大約比F/A-18空重多5%,和常規起降型戰鬥機改裝為艦載型所增加的重量大約相同。
1991年中,DARPA與洛克希德不斷向眾院預算委員會及國防部官員簡報,以確保有足夠的經費進行先進STOVL打擊戰鬥機技術成熟及風險降低的研究,這也使得當時主管研發及武器採購的助理部長肯恩(Gerry Cann)於1992年初交付海軍諮詢委員會(Naval Research Advisory Committee)一項新工作︰評估發展先進STOVL打擊戰鬥機的可行性及迫切性。
莫林準將要求洛克希德向位於蘭利(Langley)空軍基地的空軍作戰司令部參謀做進一步的簡報,在進行後續簡報前,洛克希德說服DARPA安排向空軍參謀長麥克俾將軍(Merrill McPeak) 、海軍作戰長(Chief of Naval Operations)空戰助理海軍中將關立維(Richard Dunleavy)、國防部長辦公室(Office of the Secretary of Defense)簡報,由他們向各軍種部長表達此想法。到1992年夏天,海軍諮詢委員會確定STOVL打擊戰鬥機的確可行,並建議海、空軍共同支持開發一高度共通性,可供空軍及陸戰隊使用的多用途戰鬥機。
在國防部的全力支持下,國會撥款給DARPA啟動STOVL及常規起降打擊戰鬥機聯合計劃。DARPA在1992年8月向業界發出方案邀請書(Request for Proposal),以進行傳動軸升力風扇及氣動升力風扇之技術演示,以及通用可負擔輕型戰鬥機(Common Affordable Lightweight Fighter)的概念設計,這是國防部首次向外界公開此計劃,這一天也被訂為聯合打擊戰鬥機(Joint Strike Fighter)計劃的誕生日。
完成這些測試後,整套推進系統安裝到一架由玻璃纖維及不銹鋼製成的全尺寸模型機身上,到NASA埃姆斯研究中心(Ames Research Center)的室外懸停測試設施上測試。測試表明地面效應所造成的誘導下沉力不到推力的3%,而升力增進裝置也有效地把起落架高度處的誘導下沉力限制在相當低的7%以內。當機身懸停在離地0.3米高度時,在大範圍的俯仰及側傾角度內都沒發現熱廢氣回流到發動機進氣道的現象。
F-35的單片式機翼上蒙皮,是有史以來最大的複合材料戰鬥機蒙皮,洛克希德以購自瑞士的機械,將此蒙皮的尺寸容差控制在髮絲般大小的範圍內,F-35借助於復合材料本身的特性以及僅百萬分之四十二英寸的容差,方能具有隱身的特性。洛克希德最初製造機翼上蒙皮時,使用多結晶鑽石刨削機(polycrystalline diamond router),要完成一件成品需動用到24部,而且還經常造成上蒙皮嚴重脫層(delamination),必須進行大範圍的修補,對製造成本及時程都有極不利的影響,洛克希德因而向位於賓州的國家國防製造機械中心(National Center for Defense Manufacturing and Machining)求助,自該中心引入南加州阿馬哥工具公司(AMAMCO Tool)的鍍鑽(diamond-coated)刨削機,一舉將刨削機數量由24部遽降到只需2部,單具刨削機的刨削長度,也由2.74米大幅提升到17.37米。