F/A-18E/F飞机有先进战术前视红外吊舱(ATFLIR)，该吊舱将被用来取代原有的导航和目标指示红外传感器，使得该机在恶劣气象和电磁干扰条件下的探测和攻击能力有较大提高。2001年5月，波音已经向雷神公司外包了上述项目的小批量试生产15个吊舱及其配件的合同，合同额为6230万美元。ATFLIR是第三代光电瞄准吊舱，性能有了极大提高，能探测、识别和跟踪空对空导弹与空对地导弹和自动投放现有激光制导武器与防区外武器。F/A-18E将是第一种采用该吊舱的作战飞机。雷神公司在2002年5月21日正式把第一套生产型ATFLIR吊舱交付给美国海军，并将在6至8年期间交付574套ATFLIR，总费用约为10亿美元。吊舱代号ASQ-228，被认为是现有最强大而经济实惠的瞄准系统，据信比以往的系统，如LANTIRN等效能提高两、三倍，能够更有效地使用诸如联合直接攻击弹药等武器。该吊舱能使得飞行员分辨出坦克和卡车。目前装备试验定于2002年10月进行，初步作战能力计划到2003年形成。
此外，由洛克希德·马丁导弹与火力控制公司和以色列艾尔塔电子公司所组成的集团，于2001年6月从美国海军获得一份关于为F/A-18E/F提供合成孔径雷达SAR的合同。该项计划的目的是分析近期把战术全天候采集和远程合成孔径雷达(TACLSAR)系统的功能综合到海军F/A-18E/F的可能性，以加强全天候侦察和精确空对地瞄准能力。TACLSAR的工作是高度自动化的，在作战过程中能减轻驾驶员的工作负担。在能见度不佳的条件下，如烟雾、云层和各种伪装，能保持其良好的探测性能。
由于气动外形的改进，该机短距起降性能得到大大改善。当在14.4千米/小时的迎头风速下起飞时，飞行员可迅速将油门手柄推至“最大”推力状态；待发动机转速稳定后，再迅速将手柄推致“全加力”状态位置，同时解除机轮刹车。这时，总重16吨的F/A-18E/F能很快加速到约225千米/小时的离地速度。实际试验表明从松开刹车到起飞离地，仅需13秒，起飞滑跑距离仅365米。F/A-18E/F在爬升过程中飞行状态很稳定，且在爬升时收起落架和襟翼对于飞机的俯仰姿态影响也不大，俯仰和滚转操纵响应也很理想。从起飞到爬升至5800米高度，耗时约3分钟，耗油约680千克。由于载油量增加，作战半径也大大增加，比原来的C型增加了约26%。
通过种种措施，F/A-18E/F首次具有了某些超常规机动能力。这和增大翼面积、加长边条、改进飞行控制系统设计、改进发动机等有直接关系。试飞中飞行员操纵飞机以M0.84的速度、3810米/分的爬升率爬升至7620米的高度，再改平，将收油门到慢车位置，作减速飞行。当速度减至480千米/小时时，打开减速板，飞机即可迅速减速。和以往大多数战斗机不同，F/A-18E/F没有专门的减速板，而是通过飞行控制系统驱动各个翼面进行协调的偏转(包括副翼和阻流板)，从而达到增阻减速的目的。这种虚拟“减速板”的综合效能优于传统的减速板，且减速中除俯仰方向上稍有变化外，飞行姿态基本不受影响。
F/A-18E/F在飞行迎角为35°时，飞机仍具有良好的操纵性，飞机迎角可控精度在1°以内。飞行控制系统还能自动取消飞行员在大迎角飞行时可能导致飞机失控的错误操作。飞行员还可以使迎角迅速增大到59°、俯仰姿态角增大到45°，此时飞机仍能很好的操纵。这在近距格斗空战中将是十分有用的，也说明美军在下了-番功夫后，也使得自己的战斗机获得了近似Su-27做“普加乔夫眼镜蛇”动作的能力。
该机飞行控制系统还采用了偏航角速度反馈，确保机头的指向始终向前。在45°坡度、偏航角速度为6.25°/秒的极端条件下，飞行员仍可精确控制飞机的航向。要大迎角状恋中改出也比较简单，只要将驾驶杆前推到底，可使飞机很快形成17°/秒的低头角速度，在数秒时间内就可恢复到正常飞行迎角以内。F/A-18E/F的倒飞大迎角状态同样也十分稳定，在试飞过程中顺利地完成了在-1g过载、迎角为-32°的试飞。
F/A-18E/F还能轻松地在纵向垂直的情况下改出大迎角机动。在旋转机动方面表现也相当好。F/A-18E/F在携带空空作战武器的情况下，其飞控系统限制的最大滚转角速度为225°/秒；而在带外挂副油箱或空地作战武器时，其角速度限制为150°/秒。“空空”情况中，在4770米高度上飞行员分别以450千米/小时、670千米/小时的速度，进行全压杆机动飞行，飞机都能在不到2秒时间内完成360°滚转机动。
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