Двигатель РД-133 создан на основе хорошо себя зарекомендовавшего ТРДД РД-33. Основное отличие нового изделия от прототипа - способность изменять направление вектора тяги (УВТ). Исследуя проблему создания сопла с УВТ, на фирме "Климов" разработали свое "ноу-хау" - Технологию "КЛИВТ", с помощью которой сопло можно адаптировать и к другим двигателям, в том числе иностранного производства. Очевидно, что конструкция сопла двигателя РД-133, выполненная по осесимметричной схеме с поворотом сверхзвуковой части, на сегодняшний день представляется перспективнее, чем, скажем, сопла двигателей F100MPJM/BBN или АЛ-31ФП. Ведь налицо ее главные преимущества ў возможность всеракурсного изменения вектора тяги, наибольшая угловая скорость его отклонения и наименьшее увеличение массы двигателя. В отличие от двигателя с УВТ АЛ-31ФП, созданного в АО "Люлька-Сатурн", где сопло поворачивается на шаровом шарнире, в результате чего плечо приложения силы отстоит от среза сопла на достаточно большое (более метра) расстояние, РД-133 управляет вектором тяги путем отклонения на заданный угол створок многорежимного сопла (в данной схеме плечо приложения силы конструктивно гораздо меньше - то есть выше эффективность отклонения ВТ). Кроме того, реализованная схема (за счет конструктивной простоты выходного устройства) позволяет экономить на весе двигателя - РД-133 тяжелее своего прототипа всего на 90 с небольшим килограммов и имеет одинаковые с ним габариты. Чтобы увеличить угол атаки более 120°, нужно увеличить вертикальную составляющую тяги двигателей. Этого можно достичь либо за счет увеличения тяги двигателей, либо за счет отклонения вектора тяги в направлении оси подъемной силы. Первый путь ведет к утяжелению двигателя и самолета в целом. Поэтому в ОКБ им. П.О. Сухого был избран второй путь. Под руководством главного конструктора Конохова B.C. был создан самолет Су-37. Прототипом самолета Су-37 является серийный истребитель Су-27 и его глубокая модификация - Су-35.
Основное отличие — установка двигателей с управляемым вектором тяги (разработанных в ОКБ им. А.М. Люльки), именно это и позволило достичь высоких маневренных характеристик;
соответствующие доработки систем управления самолётом;
новое информационно-управляющее поле кабины летчика: четыре крупноформатных жидкокристаллических цветных (в отличие от Су-35, где индикаторы монохромные) многофункциональных индикатора и широкоугольный индикатор на лобовом стекле;
усовершенствованная оптико-электронная прицельная система истребителя, включающая тепловизор, совмещенный с лазерным дальномером-целеуказателем