F-16V誕生的背景是，F-16 Block 20已經十分老舊，其為F-16A/B於20世紀90年代開始交付，2001年完成生產，這些F-16全部以中期壽命升級標準建造，在建造時就留下了一定的升級空間，而這說明這些升級後的F-16V還將服役20年左右。
E-2T預警機無法與老舊的F-16和幻影-2000-5及IDF進行數據傳輸，僅能通過語音加密進行聯絡。如此一來，預警機上的指揮人員將無法將足夠的信息傳送給F-16和幻影-2000-5、IDF，因而造成空中作戰能力下降。
F-16V的主要升級改進為，換裝了AN/APG-83主動相控陣雷達，起落架也換成了F-16C/D的，並且可以使用聯合頭盔提示系統，並裝備美軍的AIM-9X近程格鬥彈和AGM-154C精確制導炸彈、AGM-88B反輻射導彈，而且機身上還塗上了一層隱身塗層......
值得一提的是F-16V裝備的頭盔式瞄準具與AIM-9X確實強。AIM-9X是美國研製的第四代響尾蛇空空導彈，其採用了藍寶石材料整流罩，其與第三代的空空導彈使用的氟化鎂材料相比，其氣動加熱後的紅外輻射耕地，可以降低探測背景的噪聲，擴大動態搜索範圍。
藍寶石具有更強的強度，使得整流罩可以做的更薄，抗熱衝擊的能力也更高，風化與雨蝕對整流罩的影響也更小。海洋氣候對導彈整流罩的侵蝕比較嚴重，AIM-9X可以有效解決這個問題。
AIM-9X的位標器（導彈的主要導航裝置）採用了128X128銻化銦凝視焦平面陣列，能夠同時探測發動機尾部噴口氣流的紅外輻射和飛機蒙皮的紅外輻射，利用目標和背景之間微小的溫差行程目標的熱像，具有極高的靈敏度，因此探測距離很遠。（紅外位標器輸出的信號與導彈上的基準信號的比較來產生偏差信號，通過偏差信號來驅動紅外線位標器來使得繼續跟蹤目標，同時，這個偏差信號經過處理並通過執行裝置來控制導彈飛向目標。）
凝視焦平面配以小瞬時現場，可以獲得極高質量的紅外圖像，有利於目標的跟蹤精度和看干擾能力，並且能夠利用其在基礎目標前的書劍，對目標的要害部位進行攻擊，從而發揮最高毀傷。此外，AIM-9X的位標器還採用了新型的“Stirling”製冷器，其並不需要外部的製冷劑，作戰任務中也沒有時間限制，因此大大減輕了後勤的負擔，也消除了製冷系統的汙染問題，併為導彈內部節省了空間。
AIM-9X保留了AIM-9M導彈的彈體、引信、戰鬥部和火箭發動機，重點改進了彈翼，並採用了推力矢量技術。其中，其三角形舵面替代了原來的雙三角形舵面，與彈翼 呈“X-X”交叉狀排列。同時，推力矢量技術的應用讓導彈在高空和 低空都能有效的控制飛行狀態，從而獲得很高的機動性，有助於減小舵面的尺寸和減小空氣阻力。
