F-4最初是麥克唐納飛行器公司（後來與道格拉斯公司合併為麥道）自己的研發計畫，在與海軍商討之後，由海軍正式提出發展需求，設計一架艦載攔截機。當麥克納馬拉入主美國國防部之後，他要求美國空軍在尋求新的戰鬥機時考慮採用海軍的F-4，以降低整個生產線的成本。空軍與麥克唐納公司討論之後，稍作修改的機型也同時進入美國空軍服役。
F-4是美國第二代戰鬥機的典型代表，各方面的性能都比較好，不但空戰性能好，對地攻擊能力也很強，是美國空、海軍六、七十年代的主力戰鬥機，參加過越南戰爭和中東戰爭，也曾經是美國空軍的“雷鳥”飛行表演隊的表演用機。F-4採用外翼上反、帶犬齒前緣、大根梢比、小展弦比的後掠式低單翼，機頭為大型雷達罩，垂尾與下反的平尾之間形成120度的夾角。這些經大量風洞試驗選定的特殊外形特徵，加上採用了噴氣襟翼等措施，使飛機著陸速度低、低速飛行時不易翼尖失速。該機採用兩側進氣的氣動佈局，採用了帶附面層控制板的側面進氣口，發動機為兩台J79-GB-17渦噴發動機，單臺最大推力為5385千克力，加力推力為8120千克力。其主要機載設備包括AN�AJB-7全高度轟炸系統，AN�APQ-120火控雷達， AN�ASA-32自動火力控制系統，AN�ASQ-91武器投放系統，AN�ASG-26前置角計算光學瞄準具，AN�APR-36、37雷達尋的和警戒系統等。F-4的缺點是大迎角機動性能欠佳，高空和超低空性能略差，起降時對跑道要求較高。
作為美國早期只使用飛彈的戰鬥機，它起初只裝備了AIM-7「麻雀」雷達導引空對空飛彈和AIM-9「響尾蛇」紅外線導引空對空飛彈而缺乏了機炮。這種對於飛彈的過度信任，加上初期板本的AIM-7/AIM-9妥善率與命中率偏低，導致它於越戰前期的滾雷行動當中無法有效的對付北越少量的MiG-17、 MIG-19與MIG-21。這促使美國空軍加裝M61火神砲於機首雷達下，這便是F-4E。美國海軍雖然曾經嘗試使用裝在機腹中線的機砲夾囊，評估之後的效果認為不是很好的情況下，美國海軍並未迅速加裝機砲，而是近一步的改良AIM-9導彈，採用新設計，以氣體冷卻的尋標器來提升導彈的性能。
F-4是六十年代以來美國生產數量最多的戰鬥機，型別眾多，其主要型別有：A型，艦隊防空型，生產49架；B型，海軍全天候型，共生產696架；RF -4B，B型的偵察型，生產46架；C型，空軍戰術型，共生產583架；RF-C，偵察型，共生產493架；D型，空軍的戰鬥轟炸型，共生產825架；E 型，空軍制空型，共生產846架；F-4EJ，日本仿製型，共生產109架；RF-4E，西德等國使用的偵察型，共生產102架；F型，西德定購的單座型，共生產175架；J型，海軍艦隊防空型，共生產518架；K、M型，英國海軍和空軍的使用型，共生產174架；S型，J型的改進型；G型，空軍的反雷達攻擊型。至1981年全部停產，共生產5195架，使用國家包括美國、英國、日本、西德、伊朗、希臘、埃及、西班牙、以色列以及韓國等。目前仍有少數的 F-4現役。
武器裝備：
一門M61Al六管機炮。可挂6枚“麻雀”II或4枚“麻雀”II和4枚“響尾蛇”空空導彈，也可挂AGM-12“小鬥犬”空地導彈，AGM-62A “白星眼”電視炸彈，AGM-65A“幼畜”電視炸彈，AGM-45、 AGM-88 “哈姆”導彈,AGM-78B反輻射導彈以及各種常規炸彈和核彈等。最大載彈量7250千克。
機槍 M61A1(20mm火神機炮)
炸彈 四具炸彈掛架(總載重12,500磅/5,670公斤)
可選武裝包括15x CBU-52, 15x CBU-58, 15x CBR-71, 15x CBU-87,
15x CBU-89, 12x MK-20, 6x BL-755
尺寸數據：
翼展11．7米
機長19．20米
機高5．02米
機翼面積49．24平方米
機翼後掠角（1�4弦線處）45度
展弦此2．82
主輪距5．46米
前主輪距5．92米
重量數據：
空重13760千克
作戰起飛重量18820千克
最大起飛重量28030千克
最大著陸重量20870千克
機內燃油量7760千克
性能數據：
最大平飛速度（高空）M2．27�2410千米�小時（海平面）M1．1�1350千米�小時，
巡航速度960千米�小時，爬升率（高度9000米）110米�秒，
實用升限18000米，作戰半徑（挂副油箱，4枚導彈）1200千米，
轉場航程3200千米。
