F-35战斗机的载弹量为6吨，和F-16相当，其中舰载型的载弹量要稍大一些，约有7吨，机腹下有两个并排的内部武器舱，位于飞机主起落架的前方。和F-22类似，其武器舱内部尺寸设计的主要依据之一是JDAM精确制导炸弹的外形数据。每个武器舱有两扇舱门，舱门驱动系统包括由齿轮箱和力矩轴驱动的液压马达及打开武器舱门的作动筒，是F-35在超音速和亚声速飞行时使武器系统正常工作的关键系统。该系统的研制和开发商主要是美国的TRW航空系统公司。

F-35的武器舱内部将选用美国EDO公司研制的垂直弹射导弹发射器。这种可转向的弹射发射器可节省武器舱的空间，并且在所有的飞行条件下都能发射导弹。由于武器舱的空间狭小，所以导弹在弹射过程中不能出现摆动和扭转现象，除了内部武器舱外，F-35战斗机的机翼下面还有4个外部挂点，总挂载能力超过了4.5吨，其中内侧的两个挂点可以挂载副油箱，在转场或在非隐身作战条件下，根据不同的作战需求，配置不同的武器悬挂装置，F-35战斗机可以选用几乎所有的适用的空空和空地武器。目前EDO公司已经和F-35战斗机的主要承包商洛克希德·马丁公司签订了2480万美金的合同，为F-35战斗机研制的新型气动武器悬挂和投放装置，将会持续生产到2026年。

根据需要，F-35战斗机可以承担空中拦截、近距离空中支援、空中防御作战和空中战斗巡逻、战场遮断、敌方防空火力压制和对地攻击等任务，也可以携带侦查设备执行侦察任务。攻击对象除了各种空中目标之外，还包括地面的坦克、装甲车、自行火炮等机动目标，以及补给库、防空设施和通信枢纽等固定目标，也包括水面舰艇。所使用的机载武器除了机炮、普通炸弹和火箭弹等非制导武器外，还有多种类型的空空及空地制导武器。

其中包括AIM-9X响尾蛇先进近距空空导弹、LAU-61火箭吊舱、LAU-10火箭吊舱、MXU-648货物吊舱、AGM-65小牛空地导弹、HyStrike超声速对地导弹、BSU-50高阻炸弹、GBU-10宝石路2激光制导炸弹、GBU-16宝石路MK-83激光制导炸弹、SUU-20炸弹/火箭发生器、BDU-57/58/60型激光制导炸弹、AGM-158联合防区外发射空地导弹（JASSM）、AGM-88哈姆反辐射导弹、AGM-84D-1鱼叉反舰导弹、AGM-84H斯拉姆防区外发射巡航导弹、GBU-24/B宝石路3激光制导炸弹等，另外出售英国军队的F-35战斗机还将搭载英国的风暴之影巡航导弹。

其中，有一款国内介绍很少的弹药就是HyStrike高超声速对地导弹。这是美国海军实施的高超声速导弹计划的产物。该项目计划主要包括高超声速武器技术（HWT）和低成本导弹（LCM）计划，前者的研究内容是高超声速武器系统所需的技术，后者则是研究速度为马赫数4的武器能力。1997年3月，波音公司和美国海军签订了800万美金的合同，正式开始了低成本导弹系统的技术验证。该弹分为机载和舰载、潜射两种型别，由于可以高超声速撞击目标，其巨大的动能可以使得战斗部穿透5.4-10.8米厚的混凝土，所以其攻击对象主要是指挥所、生化武器储备库之类的经过加固的目标和地下目标，此外，由于速度快，所需飞行时间短，这样就给搜索和识别目标提供了充裕的时间。该弹已经在2010年投入使用，其机载型除了装备F-35战斗机以外，也可以装备F/A-18E/F和F-22、F-15E战斗机以及B-1、B-2轰炸机等多种飞机。

该弹启动外形的特点是无控制翼面，飞行中的方向控制由矢量发动机来实现，通过对高超声速飞行中摩擦所引起的高温的研究表明，在地表大气层内以马赫数4的速度飞行时，弹体表面温度为649摄氏度，处于目前合金材料的耐热范围内，当以马赫数6的速度飞行时，温度上升为1538摄氏度，而以马赫数8的速度飞行时，温度可达3076摄氏度，所以材料的研发制约了该弹飞行速度的进一步提升，目前最高可以做到飞行速度3.5-6马赫之间。

该弹最大射程为1110公里，动力装置为一台火箭助推器加一台冲压火箭发动机，弹重约为900千克，弹长4.26米，弹径为533毫米，以满足从潜艇的鱼雷发射管发射的要求。

由以上可知，F-35战斗机装备的武器系统，堪称目前世界上最全面，也是最先进的，其和很多“路边社”媒体宣传的载弹量小，武器使用能力受限制根本不是一回事，特别是对于高超声速导弹的使用，是世界上最早的，也是目前看来，根本不可能实现拦截的。