F-16戰鬥機除官方的綽號「戰隼」外，還有一個非官方的暱稱「蝰蛇」，該戰機於1979年進入美軍現役，並在近四十多年的服役歲月中不斷改進和升級，甚至按某種觀點來看，現在的F-16戰鬥機與30年前服役的最初型號完全是兩種不同戰機。這些改進中，最顯著的莫過於提升了機體內置的雷達和航電系統的性能，以及根據任務需要可額外搭配的各類吊艙，以及應用最新出現武器系統的能力，整個機身共有9個負載掛載點，分別為兩主翼下各3個，機身中部1個，以及兩翼翼尖各1個，此外，機身中部前端也可掛載一些輕型輔助負載。與F-15戰鬥機一樣，F-16也內置了標準的20毫米M61型「火神」轉膛機炮。
F-16「戰隼」戰鬥機在設計之初，就瞄準開發一種非常靈活的空優戰鬥機。它是世界上第一種能夠順利完成過載9的戰鬥機，儘管這一能力由於它掛載的各類負載以及飛行員自身的生理忍耐極限，而在實戰中較少有機會展示，但仍可看出它所具有的優異的敏捷性和機動能力。由於整機尺寸、空重都較小，所以即使它只配備了單臺發動機，但仍達到很大的推重比，具備類似F-15的高度機動性。
為了進一步提升戰機的靈敏性，F-16戰鬥機也是世界上第一種採用非穩定設計概念的戰鬥機。通常而言，基於安全方面的考慮，大多數戰鬥機在失去飛行員或自動駕駛儀的控制後，往往自動趨向於沿著平直的軌跡飛行，這當然有利於提高飛行安全，但也致使飛行器對飛行員的控制反應遲緩。相比之下，「戰隼」失去飛行員的控制後，機體自身將自動脫離平衡的飛行狀態。飛行器對飛行員的控制極度敏感，配合其自身可擔承的高過載機動能力，可最大限度地發揮戰機的靈活性。
為提升飛行器的控制操作品質，F-16戰鬥機率先採取了一系列全新的控制機制，比如多餘度電傳飛行控制系統、更先進和精密的飛行控制軟體，使其能隨時修正飛行器自身的不穩定飛行狀態，防止因飛行員過度操作而造成事故。此外，飛機座艙內飛行員座椅也不像其他戰機那樣呈垂直角度放置，而是以較大傾角放置，飛行員坐在其中就像半躺在其內一樣，這樣有助於飛行員提升對大過載機動的生理抵抗能力，同時為了保持飛行員的良好視野，戰機座艙被設計成整體浮出機體的「氣泡式」座艙，配合整體整流罩，使飛行員具有良好的全向視野。
種種改進後使F-16成為一種高性能的空優戰鬥機，主要使用類似AIM-9「響尾蛇」之類的近程空空飛彈，以及類似AIM-7「麻雀」、AIM-120「阿姆拉姆」這樣的超視距中、遠程空空飛彈。但是，自服役以來「戰隼」戰鬥機執行更多的卻是對地攻擊等打擊性任務。之所以會出現這樣的情況，主要是由於空軍在研製F-16戰機時，已經擁有了一種專注空優作戰的主力戰鬥機——F-15戰鬥機，正如前文所述，F-15的機身外部負載點較少，研製時也未考慮類似對地攻擊這類任務。因此，在開發F-16時，空軍將對地攻擊需求也賦予了新的戰機，同時亦要求它要具備不亞於F-15的空優性能，考慮到作為高端空優戰機的F-15造價極其高昂，連美國空軍在當時沒有大量採購，因此在F-16設計時要求其具有較低廉的造價，以便與F-15戰鬥機形成高低搭配的組合。種種原因造成F-16既適合空優作戰，也能夠執行空地攻擊任務的特性。而也正因如此，與F-15同時代的F-16戰鬥機遂行更多的對地攻擊任務。
F-16戰鬥機的物美價廉以及具有較強對地攻擊能力的特性，也使其成為一款非常暢銷的出口戰鬥機，多達25個國家的空軍採用其作為主戰戰機。對於無法全部採取高端武器系統的軍方來說，利用有限的經費保持全譜作戰能力非常重要，而一款先進的輕型戰鬥機，它具備使用各類武器系統的能力，自然也是一種全面綜合性的投資。雖然它的空優性能無法完全匹敵高端空優戰機、攻擊性能比不上專用攻擊機，成本上不如更低端的飛機便宜，但它的多用途特性，以及相對較高的性能和戰場生存率，使其在低強度戰爭環境中，仍是非常有吸引力的選擇。
F-16戰鬥機可配備包括AGM-84「魚叉」巡航飛彈、AGM-119「企鵝」輕型反艦飛彈、AGM-88「哈姆」反輻射飛彈在內的多種飛彈系統；此外，AGM-65「幼畜」輕型飛彈、AGM-154聯合防區外彈藥（JSOW）、各類GPS/雷射制導炸彈、遠中近程空空飛彈系統等，也都位列其搭載清單之上。除上述各種精確制導武器外，F-16戰鬥機亦可搭載各類目標指示吊艙，無制導炸彈、無制導火箭彈巢、集束式炸彈以及空投布撒式地雷等；甚至也能投擲B61戰術核炸彈，以及其他的特種負載，如集束式心理戰傳單布撒器。
迄今為止，F-16戰鬥機已發展出多個改型，除傳統上用於作戰、訓練的機型外，亦包括用於試驗曲線前緣箭式主翼的驗證機等。很多進口該機型的國家亦根據其各自的特殊需求，在基本型的基礎上進行改裝和升級。同樣地，在美國空軍服役的F-16戰鬥機，在幾十年的服役期內，亦經過多次升級和改裝，以便保持應用新出現的技術和系統。
除美國之外，擁有F-16戰鬥機數量最多、使用經驗最為豐富的國家當屬以色列，以色列空軍最早於1981年獲取了該戰鬥機，當時以軍獲得的主要是最早期的空優型F-16，之後又陸續採購了其他多功能的同類戰機。也就在以方獲得對地攻擊型F-16戰機不久，以軍籌劃了震驚世界的針對伊拉克OSIRAK核設施的突擊計劃，行動中，以軍出動8架F-16戰機，與F-15共同組成突擊編隊，對伊拉克核設施實施了外科手術式的精確打擊。此次任務F-16戰機表現出了優秀的對地攻擊能力，而F-15戰鬥機則擔負掩護和護航的任務。此後，以軍的F-16戰鬥機亦多次參加軍事行動，並在空中作戰中擊落過米格-21、米格-23戰機以及無人飛行器。
20世紀80年代蘇阿戰爭時期，巴基斯坦的F-16戰鬥機多次緊急升空攔截蘇聯空軍的飛行器；委內瑞拉空軍的F-16亦在1992年其國內的反政府叛亂清剿行動中發揮了重要作用。2006年，相互為對手，且同時擁有F-16戰鬥機的希臘和土耳其還上演過一次兩架F-16空中相撞的悲劇，當時兩國因領土糾紛而升高對立形式，雙方的F-16戰鬥機亦多次在爭議地區空域相遇，事故中，雙方的F-16戰鬥機並互不相讓，結果導致兩機在空中相撞，儘管它們並未向對方發射過一炮一彈。
1991年海灣戰爭期間，美國空軍的F-16亦擔負了大量的攻擊任務，其出勤架次遠高於聯軍任何一種有人駕駛戰機。戰爭期間，F-16戰鬥機亦編成過最大的一個空中突擊大隊，對巴格達實施了大規模打擊，當時共有72架F-16戰鬥機參與了行動。戰爭結束後，F-16戰鬥機長久駐紮於中東地區，並在聯合國劃定的伊拉克禁飛區巡邏，監督其執行聯合國決議的情況，期間還曾用AIM-120「阿姆拉姆」中近程空空飛彈擊落過伊軍兩架違反禁飛禁令的米格-25截擊機。1998年，同樣針對伊拉克的「沙漠之狐」行動中，F-16亦參與了對多個伊軍目標的打擊行動。
F-16戰鬥機所參與的針對伊拉克的歷次戰爭中，其戰損率非常低。2003年，一架F-16戰鬥機在進行對地攻擊任務時，因其在俯衝掃射地面目標過程中高度過低而墜毀。至少其最近成功實施攻擊的戰例，則包括利用精確制導武器（1枚GPS制導炸彈及1枚雷射制導炸彈）成功襲擊一處蓋達組織領導人的藏身地，殺死了蓋達組織駐伊拉克的最高領導人。
巴爾幹戰爭期間，為支援聯合國部隊在當地的行動，F-16戰鬥機亦參與了包括空對空、空對地等多種類型的空中戰鬥。儘管嚴格受限於交戰規則，F-16戰鬥機仍成功擊落了南聯盟軍隊的J-21、J-22以及米格-29等戰機，雖然也有「戰隼」戰機因地面防空火力而被擊落，但未曾在空中被敵方戰鬥機擊落過。在阿富汗反塔利班作戰行動中，F-16亦被改裝為偵察機，證實了其搭載的高分辨紅外相機的有效性。
F-16戰鬥機曾參與多次戰爭，圖中是一架參與「持久自由行動」飛行在阿富汗上空的F-16戰鬥機，儘管在此類作戰環境中，它並沒有什麼空中威脅，但其翼尖仍掛載著「響尾蛇」近程空空飛彈。