F-35的机体蒙皮上覆盖了一层由洛克希德和3M公司共同研制开发的涂料，这种新涂层与传统飞机上所漆的涂料有很大差异。严格来说这并不是一种涂料，而是一种用聚合材料制造的薄层，可直接粘贴覆盖于蒙皮上，所以就不需要在蒙皮进行喷漆。这样做最大的好处就是可以节省经费，而且还可以减轻飞机因喷漆而附加的重量，这项措施至少可以使飞机在全寿命周期内节省300公斤涂料。新式聚合物薄层已在F-16上通过可行性测试，当飞行速度到达1.8马赫时，此薄层依然完好如初。不过根据现在的消息，F-35仍采用传统的喷涂技术。据韩五记说，F-35所用的隐身涂料具有更好的耐用性，也更便于维护。而且有一定的冗余设计，即涂层损伤在一定范围内，隐身效果仍然好于军方要求。F-35的涂层由喷涂机器人完成，具有相当高的平整度。据称这一技术非常先进，为了防止技术扩散，美国甚至在考虑让海外组装的F-35飞回美国进行最后的喷涂工作。美国空军在考虑为F-22换用F-35的隐身涂料，据称仅需要适量的修改，F-35的涂料就可以满足F-22高空、高速飞行下的要求，且不降低其隐身性能。
