Одноместная и двухместная версии самолетов МиГ-29М/МиГ-29М2 являются принципиально новыми машинами с повышенной дальностью полета, современным бортовым оборудованием, четырехкратно резервированной трехканальной цифровой электродистанционной системой управления, увеличенной боевой нагрузкой и расширенной номенклатурой бортового вооружения.

Одной из основных конструктивно-технологических особенностей МиГ-29М должно было стать широкое использование в конструкции планера нового алюминиево-литиевого сплава, при этом клепаные соединения практически повсеместно заменялись сварными. Это позволило уменьшить массу конструкции. У такой конструкции было еще одно преимущество - появлялась возможность полного использования внутренних объемов для размещения топлива. При разработке МиГ-29М вновь решено было вернуться к широкому использованию в деталях и агрегатах конструкции композиционных материалов. Из них стали выполнять тормозной щиток, воздушные каналы и капоты двигателей, кили, крышки различных лючков. Композиционно-сотовая конструкция большинства перечисленных элементов имела небольшую массу и высокие жесткость и прочность. Применение радиопоглощающих материалов позволило уменьшить эффективную отражающую поверхность самолета.

К основным конструктивным доработкам, реализованным на МиГ-29М, следует отнести изменение форм наплывов крыла и горизонтального оперения, введение новой системы защиты двигателей от попадания посторонних предметов с упразднением верхних воздухозаборников, использование нового тормозного щитка и новой парашютно-тормозной установки, усиление шасси.

Коренным отличием от базового типа стала установка на МиГ-29М аналого-цифровой электродистанционной системы управления с четырехкратным резервированием в продольном канале и трехкратным - в поперечном, которая позволила реализовать концепцию продольной статической неустойчивости самолета (что невозможно было сделать при традиционной механической системе управления МиГ-29, выполненного по статически устойчивой схеме) и тем самым способствовала улучшению маневренности и увеличению дальности полета благодаря уменьшению балансировочных потерь на крейсерском режиме.

Острая передняя кромка наплыва крыла обеспечила более энергичное формирование вихревой системы на больших углах атаки и, совместно с элеронами увеличенного размаха, существенное улучшение управляемости на малых скоростях. Горизонтальное оперение получило увеличенную площадь и уступ по передней кромке, улучшавший обтекание стабилизатора при больших углах его отклонения. Вместо двух тормозных щитков, размещенных на МиГ-29 в хвостовой части корпуса между соплами двигателей, на МиГ-29М применили один большой щиток на верхней поверхности фюзеляжа. Один тормозной парашют уступил место двухкупольной парашютной тормозной установке.

Новая система защиты двигателей от попадания посторонних предметов на взлете, посадке и рулении, выполненная в виде выпускавшихся в воздушных каналах предохранительных сеток, позволяла отказаться от дополнительных воздухозаборников на верхней поверхности наплывов крыла и использовать освободившиеся объемы для размещения топлива. Для дополнительной подпитки двигателей при взлете и посадке был предусмотрен вспомогательный воздухозаборник - перфорированная стенка в нише основных опор шасси.

Специально для самолета МиГ-29М и его корабельного варианта МиГ-29К был разработан двигатель РД-ЗЗК, отличавшийся увеличенной тягой на максимальном режиме и полном форсаже и сниженным удельным расходом топлива на форсажном режиме. Новый двигатель оснащался цифровой электронно-гидромеханической системой автоматического управления.

МиГ-29М оборудовали новой системой управления вооружением С-29М, основу которой составили радиолокационный прицельный комплекс РЛПК-29УМ и оптико-электронный прицельно-навигационный комплекс ОЭПрНК-29М, управляемые цифровыми вычислительными машинами серий Ц101 и Ц100 с новым математическим обеспечением. Импульсно-доплеровская радиолокационная станция НОЮ обеспечивает сопровождение на проходе до 10 воздушных целей и обстрел четырех целей одновременно. Дальность обнаружения цели типа "истребитель" в передней полусфере у нее увеличена до 80км. Станция имеет режим обзора земной поверхности с низким (реальным лучом), средним (режим доплеровского обужения луча) и высоким (режим синтезированной апертуры) разрешением. Она способна "замораживать" радиолокационное изображение местности, работать в режиме картографирования, определять координаты наземных целей, укрупнять масштаб выбранного изображения участка местности, измерять собственную скорость самолета для коррекции навигационной системы и введения поправки на ветер при использовании неуправляемого оружия, обеспечивать полет в режиме автоматического огибания рельефа местности. Станция имеет плоскую щелевую антенную решетку с электронным сканированием луча по углу места.

В состав модернизированного оптико-электронного прицельно-навигационного комплекса ОЭПрНК-29М вошли новая оптико-локационная станция ОЛС-М и нашлемная система целеуказания. Оптико-локационная станция включает тепловой, лазерный и телевизионный каналы, имеет повышенную дальность действия и обеспечивает не только обнаружение и измерение координат воздушных целей, но и лазерный подсвет наземных целей для определения дальности до них и применения управляемого оружия класса "воздух-поверхность".

Бортовой комплекс обороны МиГ-29М включает новую станцию предупреждения об облучении, которая имеет возможность выдавать целеуказание головкам самонаведения противорадиолокационных ракет, станцию активных помех "Гардения" и блоки выброса помех.

При разработке модернизированного истребителя большое внимание уделялось совершенствованию рабочего места летчика. Был улучшен обзор из кабины, значительным доработкам подверглась система индикации: в кабине установили жидкокристаллические многофункциональные индикаторы, на которые выводится прицельная и навигационная информация. Основным прицельно-пилотажным прибором стал улучшенный индикатор на лобовом стекле. Осуществлять управление основными системами самолета и производить выбор оружия пилот МиГ-29М может не снимая руке рычагов управления двигателями и ручки управления (концепция HOTAS).

Существенно изменился комплекс вооружения истребителя. Максимальная масса боевой нагрузки увеличилась до 4500кг, а число точек подвески возросло до девяти. В состав управляемого вооружения класса "воздух-воздух" была включена новая ракета средней дальности РВВ-АЕ с активной радиолокационной головкой самонаведения. На начальном участке полета управление ракетой осуществляется с помощью инерциальной системы с коррекцией траектории по сигналам, передаваемым РЛС самолета-носителя, что обеспечивает обстрел с больших дистанций (до 90км) энергично маневрирующих целей. Использование АРГС позволяет реализовать принцип "выстрелил-забыл" и атаковать несколькими ракетами несколько целей одновременно.

Для эффективного поражения наземных целей в состав вооружения МиГ-29М было включено управляемое оружие класса "воздух-поверхность". На истребителе была сохранена встроенная пушка ГШ-301.

Ипытания МиГ-29М начались в апреле 1986 года. Второй опытный самолет, уже оснащенный двигателями РД-ЗЗК, БРЛС НОЮ и системой отображения информации с многофункциональными телевизионными индикаторами, поднялся в воздух в сентябре 1987 года. Пилоты, испытывавшие МиГ-29М, отмечали очень хорошую управляемость самолета. Несмотря на увеличение взлетной массы, взлетно-посадочные характеристики практически не ухудшились: длина разбега составляла 320-500м, длина пробега с использованием новой парашютной установки - около 500м.

Маневренные возможности МиГ-29М остались на очень высоком уровне, при этом увеличились допустимый угол атаки и перегрузка на неустановившихся маневрах.

По оценке специалистов, боевой потенциал МиГ-29М вырос по сравнению с МиГ-29 в 1.5 раза при решении задач "воздух-воздух" и в 3.4 раза - при решении задач "воздух-поверхность". В полной мере сохранив и развив качества своего предшественника - фронтового истребителя завоевания господства в воздухе МиГ-29, МиГ-29М может выступать и в новом амплуа - авиационного комплекса для эффективного поражения наземных и морских целей.

Для поставок на экспорт предназначался истребитель МиГ-29МЭ, известный также под названием МиГ-33.

Двухместный МиГ-29М2, разработанный в 2002 году, по составу бортового оборудования и вооружения полностью соответствует одноместному самолету. Единственное отличие от одноместной машины состоит в том, что в новом самолете несколько уменьшен запас внутреннего топлива за счет размещения места второго летчика. В конце 2006 года самолет МиГ-29М2 получил коммерческое обозначение МиГ-35.

Работая в режиме "воздух-земля", особенно при полетах на малых высотах, летчику одноместного истребителя приходится действовать в крайне напряженной обстановке: на больших скоростях управлять сложнейшим авиационным комплексом, обнаруживать подвижные и неподвижные наземные цели и поражать их. В силу этого создатели боевой авиатехники пришли к выводу, что многоцелевые истребители с расширенными ударными функциями должны иметь двухместный экипаж, в котором бы один летчик уделял основное внимание пилотированию машины и навигации, а второй работал с opужиeм. Такая связка представляется наиболее эффективной. Сложность задачи состояла в том, чтобы оптимально подобрать параметры двухместного самолета, грамотно пристыковать все системы, сохранить хороший обзор из кабины. Головную часть изготовили по чертежу корабельной спарки самолета МиГ-29КУБ, а затем соединили ее с боевым истребителем МиГ-29М, отрезав от него головную часть одноместной машины. Если учесть, что МиГ-29М и МиГ-29К практически одинаковы по конструкции планера, с составом бортового оборудования, то такой симбиоз - головная часть от корабельного, а остальное от МиГ-29М - оказался в принципе идеальным, поскольку палубная машина МиГ-29К создавалась в свое время на базе самолета МиГ-29М.