Невзирая на установку большого количества нового оборудования, модернизация сопровождалась снятием ряда оказавшихся лишними агрегатов, функции других были сосредоточены в более совершенных системах (та же электросистема или прицельно-навигационный комплекс). В итоге новая машина оказалась даже несколько легче предшествующей модификации – экономия в весе по сравнению с Су-17МЗ составила полсотни килограммов, пусть и немного, но сам по себе факт облегчения конструкции при оснащении новым оборудованием был примечательным.
Претерпела изменения и система управления самолетом – элероны теперь приводились в действие усовершенствованными бустерами БУ-220ДЛ2 и БУ-220ДП2. Новая САУ-22М-2, взаимодействуя с ПрНК, радиовысотомером малых высот и механизмами триммирования МП-100М, в дополнение к уже имевшимся режимам обеспечивала выполнение директорной или автоматической боковой наводки на цель при бомбометании с горизонтального полета и кабрирования, а также повторный заход на цель. При заходе на посадку в автоматическом режиме на Су-17М4 летчик мог выборочно отключать автоматику управления по крену либо тангажу, в зависимости от условий, – к примеру, боковом или встречном ветре, получая возможность вручную "рулить" самолетом по крену, когда САУ вела его по высоте, или наоборот.
С 34-й серии на самолет стали устанавливать САУ-22М-3 с автоматом перекрестных связей и блоком увода с опасной высоты, разрешив полеты в автоматическом режиме над равнинной местностью на высотах 50-100 м. С этой же серии для улучшения поведения самолета на больших углах атаки на самолете был установлен автомат предкрылков. Теперь при крыле в положении 45° по достижению угла атаки в 16° или по темпу роста угла к его приближению автоматически выдвигалась концевая секция предкрылков. Система позволила существенно расширить диапазон полетных режимов и безопасность, позволяя летчику уверенно пилотировать машину на прежде критичных и запретных скоростях и углах атаки. Со включенной автоматикой при "пилотажной" стреловидности крыла 45° допустимые углы атаки "с забросом" без риска сваливания возросли до 31° (прежде предельный угол в этой конфигурации составлял 22°). Минимальная эволютивная скорость, при которой сохранялось нормальное управление самолетом, при всех вариантах положения крыла и подвесках боевой нагрузки была уменьшена на 50 км/час. Так, для самолета без подвесок управляемость самолетом сохранялась до 350 км/час вместо прежних 400 км/час.
Однако затем эта система была отключена и доводка ее прекратилась. Поводом явилась катастрофа 24 мая 1989 года в Кубинке Су-22М4, пилотируемого капитаном А. А. Георгиевым, когда конструктивное несовершенство системы управления и сигнализации предкрылков привело к неуборке левого предкрылка и неожиданному для летчика изменению устойчивости и управляемости самолета на нисходящей части фигуры пилотажа. Вместе с тем, при разбирательстве представители ОКБ указывали председателю аварийной комиссии генералу В. Михайлову (будущему Главкому ВВС России), что возможность нештатной ситуации с несимметричным выходом предкрылков предусматривалась при отработке системы, самолет в такой конфигурации испытывался и при грамотном пилотировании это не сопровождалось фатальным воздействием на поведение машины. Тем не менее, возобладала перестраховка и устройство на строевых машинах было заблокировано.
Еще одним новшеством 34-й серии, связанным с повышением безопасности полетов, стала установка на самолет датчиков ДС-20, которые при отказе САУ или обрыве тяги управления выдавали команду на механизмы возврата рулевых поверхностей и автоматический перевод элеронов в нулевое положение, предотвращая неожиданные "кувырки" самолета. Из-за этого несколько увеличились усилия на ручке управления самолетом и педалях. Были установлены и датчики контроля за вибрацией турбины и компрессора двигателя самолета.
В дальнейшем все ранее выпущенные машины предполагалось доработать под стандарт 34-й серии (3-й комплекс доработок), но ряд причин помешал это сделать централизовано, новшества вводились не везде и фрагментарно.
В отличие от Су-17МЗ, в кабине, перекомпонованной для удобства размещения новых приборов, пультов и органов управления вооружением и оборудованием, вместо прежнего навигационно-пилотажного прибора НПП был установлен навигационно-плановый прибор ПНП-72-8, а с середины 80-х годов в ходе выполнения доработок его сменил более совершенный ПНП-72-12 со встроенной системой контроля работоспособности.