F-35Aは、F-35シリーズの基本型であり、アメリカ空軍での使用が考慮されたオーソドックスなCTOLタイプ（通常離着陸）である。
F-35Bは、アメリカ海兵隊のハリアー IIの後継機として使用するためのSTOVLタイプ（短距離離陸・垂直着陸）。F-35Bの複雑な構造は整備性を悪化させており、またF-35Bの航続距離はF-35A/Cに比べて約2/3〜3/4と、かなり短くなっている。これは、リフトファンとシャフトが垂直離着陸時や短距離離着陸時にのみ使用されるため、水平飛行の際には単なるデッドウェイトとなること、およびそれらを機体内部に収容する空間を燃料搭載量を削減して確保したことによる。また同様の理由で兵装搭載量も20%ほど低下している。
F-35Cというタイプもある。それはアメリカ海軍での使用を主とした通常離着陸型のCVタイプ（艦載型）。