APG-91はアクティブ・フェーズドアレイ・アンテナを採用しており、F-35向けのAN/APG-85を参考とし、F-16E/F向けのAN/APG-80の対地攻撃能力と組み合わせて電子戦機能を追加したものである。マルチモードレーダーと呼ばれる通り、レーダーアンテナによるECM、ESM、通信が可能となっており、統合アビオニクスにより従来機では機体各部に分散していたアンテナを統合し、アンテナ数を大幅に減らしている。 APG-91は、直径約75cmのアンテナに1,000個以上の送受信モジュールを備えており、APG-77の空対空モードに加え、APG-90と同様の地上移動目標捜索モードを持つ。また、最大約266マイルまで探知距離を持ち、ラファールなどのRCSが1㎡程度の戦闘機でも約280kmで探知可能である。APG-91はテストにおいて前方120°約250kmの範囲内の空対空目標43目標に対し、捜索開始2.2秒の段階で24目標を探知し、7.9秒で全目標を探知、その後もレーダーは全目標の同時追尾を行っている。
