F-35“閃電II”戰鬥機的所有三種型號都配備了相同的光電系統套件，通過應用尖端技術，這些系統能為F-35飛行員提供前所未有過的態勢感知能力。F-35飛行員可以通過全景座艙顯示器和所佩戴的頭盔顯示器上獲取其AAQ-40光電瞄準系統的高分辨率圖像。
F-35的製造商洛克希德·馬丁公司在光電瞄準吊艙的研製上擁有豐富經驗，其AAQ-33“狙擊手”瞄準吊艙是較先進的現役吊艙。F-35的AN/AAQ-40光電瞄準系統（EOTS）在研製中充分利用了LANTIRN瞄準吊艙、AN/AAQ-33“狙擊手”、F-14D“超級雄貓”上AN/AAS-42紅外搜索和跟蹤（IRST）系統的技術，是第一種把前視紅外瞄準系統和紅外搜索和跟蹤系統結合在一起的傳感器。
雖然被視為一種內置式瞄準吊艙，但EOTS能為F-35提供激光瞄準、激光光斑跟蹤、空空和空地前視紅外監視、數字變焦、廣視角紅外搜索和跟蹤和為投擲GPS制導彈藥生成地理座標。
EOTS系統的尺寸大約為493 x 698 x 815毫米，能被置於一個容量不到11.3升的盒子中，系統重量91千克。EOTS安裝在F-35雷達罩之後、前起落架之前的機鼻下方，其左右側是分佈式孔徑系統（DAS）傳感器，上方是雷達設備，留給該設備的空間常緊湊。相比之下“狙擊手”吊艙重約200千克，長達2.3米。“狙擊手”吊艙和EOTS之間在體積和尺寸上出現巨大差異的一個原因是兩者使用了不同的冷卻方式，包括“狙擊手”在內的多數瞄準吊艙都是空冷的，需要在吊艙尾部安裝散熱系統，而EOTS是液冷的，通過F-35包覆聚烯烴的冷卻液管道製冷。
由於空間限制，EOTS無法使用直線光路的透鏡系統，只能通過一系列反射鏡和稜鏡把管線引導至焦平面陣列或其他傳感器。從視窗進入後，光線至少要折射四次才能最終抵達最終傳感器。
雖然F-35的APG-81雷達對空中目標的距離測量精度上高於EOTS，但EOTS對目標方位角的測量更精確，哪怕目標大小隻有一個像素。兩者結合後能提高F-35對更小的目標的探測精度。
EOTS的視窗由七塊藍寶石面板玻璃組成，這些玻璃被裝入框架構成一個多面體隱身外形。洛馬在AAQ-33“狙擊手”吊艙首次使用類似設計，吊艙頭部採用了獨特的楔形設計，避免了球型頭部和空腔有可能因氣流而產生的振動，特別是在超音速飛行狀態下。楔形視窗由4塊藍寶石玻璃組成，平板玻璃也有助於保持傳感器所需的光學性能。
在視窗內部，EOTS具有一個獨特設計的安裝在萬向節上的主入射透鏡，被稱為A-focal或方位角組件，可提供從地平線到地平線的視野。鏡頭與視窗玻璃間大約有6毫米的擺動空間。這麼複雜的設計是為了滿足對數字化變焦的多視野要求。
第二個透鏡被稱為升降組件，是一個設計新穎的反射鏡，與主透鏡呈45°夾角，可旋轉提供垂直覆蓋。在萬向節組件的頂部是一個激光器，來自“狙擊手”ATP吊艙，但具有不同的輸出路徑。 激光器正下方是兩個電子控制組件，一個提供動力伺服控制，另一個提供圖像處理。
整個EOTS組件被罩在一個複合材料罩內，以防止異物掉入光學組件內，並作為加強結構幫助穩定內部組件。EOTS必須非常穩定，才能對地面目標實施地理座標測量，用於引導GPS制導彈藥。EOTS每次啟動時，自動視軸校準功能都會把激光和前視紅外對齊。校準模塊安裝在萬向節背面，模塊加電時會把激光器和前視紅外塊傳感器對齊，指向相同的點，兩者使用相同光路。
對與F-35這樣的隱身戰鬥機來說，必須必須小心管理飛機的輻射。使用EOTS時，除非使用激光器否則不會產生輻射。當APG-81雷達在遠距離上探測到某些目標時，飛行員可以把數據傳送給EOTS，以IRST被動跟蹤模式持續監視目標，同時最大限度地降低射頻能量的輸出。EOTS的IRST模式通過萬向節、慣性測量單元和快速轉向鏡來提供精確跟蹤，具有能與APG-81雷達相媲美的廣域搜索能力，同時有非常高的掃描和轉向速率。
EOTS是一個兩級維護系統，維護人員可以使用內置測試功能在外場對其進行維護。EOTS具有15個在線更換部件（LRC），從托架放下後可單獨更換其中任何一個。洛馬對EOTS的性能參數嚴格保密，在測試中AAQ-40的高分辨率紅外圖像足以分辨出80公里外的一家酒店的窗戶。
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