В первых модификациях СУ-17 предназначался для поражения наземных, надводных и воздушных целей, а также ведения тактической воздушной разведки (разведывательное оборудование размещалось в контейнерах под крылом). Начиная с модификации СУ-17М4 снижение требований к скоростным характеристикам истребителей-бомбардировщиков, предназначенных преимущественно для действий на малых высотах с околозвуковой скоростью, позволило отказаться от регулируемого воздухозаборника. В результате проведенной модернизации максимальная скорость снизилась с 2300 км/ч у СУ-17М3 до 1850 км/ч у СУ-17М4. Положительной стороной модернизации явилось существенное облегчение и упрощение конструкции планера.
Планер самолёта выполнен из алюминиевых сплавов. Подвижные консоли крыла изменяют угол стреловидности от 30° до 63°. Неподвижная СЧК имеет фиксированный угол стреловидности по передней кромке 63°. Лётчик размещается в отапливаемой и вентилируемой гермокабине, закрываемой фонарём, крышка которого откидывается вверх-назад при помощи сервопривода. На фонаре кабины расположен перископ для обзора задней полусферы. На модификациях до СУ-17М2 включительно применены катапультные кресла КС-4С-32, на последующих — К-36ДМ класса 0-0.
Самолет оснащен трехстоечным шасси с одинарными баллонами на колесах. Применение пневматики низкого давления позволило эксплуатировать самолет с аэродромов, имеющих травяное покрытие. Самолет для уменьшения длины пробега снабжен тормозным парашютом.
Установленный на СУ-17М3 прицельно-навигационный комплекс КН-23, включающий в себя лазерный дальномер "Клён-ПС", стрелково-бомбардировочный прицел АСП-17БЦ-8 и радиовысотомер РВ-5, позволяет выполнять полет со сверхзвуковой скоростью на малых высотах в автоматическом режиме.
На первых серийных СУ-17 устанавливались ТРДФ, развивающие тягу на форсаже 9600 кГ. У АЛ-21Ф3 подобная характеристика составляет 11200 кГ, у Р-29БС-300 — аналогичную величину.
Встроенное вооружение на всех модификациях состоит из двух 30-мм пушек НР-30, установленных в центроплане, с боезапасом 80 выстрелов на ствол.