Самолет предназначен для нанесения ударов по наземным целям, непосредственной авиационной поддержки сухопутных войск и ПВО войск на ТВД. Может нести ядерное оружие. Имеется двухместный вариант самолета - F-105F, принятый на вооружение ВВС США в 1963 г.