Với mục tiêu xuất khẩu cho không quân các nước đồng minh Mỹ, từ năm 1975, Tổng Công ty Northrop đã tự bỏ kinh phí để phát triển biến thể mới của dòng tiêm kích F-5 đã rất thành công trên thị trường xuất khẩu thời điểm bấy giờ. Biến thể mới này ban đầu được định danh là F-5G nhưng sau đó được đổi tên thành F-20 Tigershark (Cá mập hổ), thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 30/8/1982.
F-20 được phát triển trên cơ sở khung thân tiêm kích F-5E Tiger II (Không quân Nhân dân Việt Nam từng thu giữ được số lượng lớn loại này và sử dụng), nhưng trang bị động cơ mới đem lại hiệu suất cao hơn, hiện đại hóa hệ thống điện tử hàng không. So với F-5E, F-20 nhanh hơn, có khả năng không chiến ngoài tầm nhiền, có chế độ tấn công đối đất bằng vũ khí chính xác cao.
F-20 có chiều dài 14,4m, sải cánh 8,53m, cao 4,2m, trọng lượng rỗng 5,96 tấn, trọng lượng cất cánh tối đa hơn 7 tấn. Thân máy bay được chế tạo dùng nhiều vật liệu composite, một số bộ phận kim loại được tái thiết kế dùng sợi thủy tinh.
Cánh máy bay tương tự như F-5E nhưng cải tiến với các cánh nâng trước (LEX) tương tự như kiểu của tiêm kích F/A-18. LEX cho phép máy bay vẫn ở trong vòng kiểm soát ở những góc tấn công lớn. Kiểu cánh mới giúp cải thiện hệ số nâng tối đa lên 12% trong khi chỉ tăng diện tích 1,6%. Những cải tiến về cánh và hệ thống điều khiển bay 2 kênh fly-by-wire giúp nó đạt hiệu suất bay tương đương F-16.
Tiêm kích F-20 được trang bị động cơ phản lực F404 (tương tự loại của F/A-18) cung cấp lực đẩy tăng hơn 60% so với động cơ J85 của tiêm kích F-5E, cải tiến tỉ lệ lực đẩy/trọng lượng từ 1,13 tới 1,0. Máy bay có khả năng đạt tốc độ tối đa Mach 2,0 ở trần bay 16.800m, vận tốc leo cao 16.100m/phút.
F-20 cũng sử dụng hệ thống radar điều khiển hỏa lực mạnh hơn so với tiêm kích F-5 hệ cũ. Radar đa chế độ AN/APG-67 có thể phát hiện mục tiêu tiêm kích cách 75km trong chế độ theo dõi và 150km trong chế độ tìm kiếm vận tốc, có thể phát hiện theo dõi 10 mục tiêu cùng lúc. Radar cũng có khả năng không đối đất tốt cho khả năng dẫn đường vũ khí chính xác cao
Buồng lái F-20 cũng rất tiện nghi với màn hình HUD lớn và 2 màn hình đa năng trên bảng điều khiển hiện thị thông số kĩ thuật bay, thanh điều khiển HOTAS.
Về hỏa lực, tiêm kích F-20 được trang bị 2 pháo tự động 20mm với 280 viên đạn đặt ở đầu mũi, 5 giá troe trên cánh và thân mang được 3,6 tấn vũ khí gồm bom, tên lửa, rocket và thùng dầu phụ (treo cố định ở dưới thân máy bay). Cũng như tiêm kích F-5, trong nhiệm vụ không đối không, F-20 chỉ mang được 2 tên lửa không đối không AIM-9 ở ray phóng đầu mút cánh.
Trong nhiêm vụ không đối đất, F-20 mang được tên lửa không đối đất AGM-65 Maverick; 2 ống phóng rocket CRV-7 hoặc loại LAU-10 với 4 rocket 127mm hoặc 2 Matra với 18 rocket 68mm; hoặc bom công dụng chung Mk80, bom chùm CBU-24/49/52/58...
So với tiêm kích F-5E, F-20 nhanh hơn, có khả năng không chiến ngoài tầm nhìn, có chế độ tấn công đối đất bằng vũ khí chính xác cao. Tuy nhiên, F-20 đã ra không đúng thời, vì thời điểm đó Tổng thống Ronald Reagan đã giải tỏa hạn chế cung cấp tiêm kích F-16 cho các nước đồng minh. Mà trong khi đó, so với F-16 thì F-20 vẫn kém hơn ở một số điểm (ví dụ khả năng mang vác vũ khí kém hơn, kém đa dạng), chính vì thế, đa số các nước đồng minh Mỹ đã chuyển sang mua F-16 thay vì F-20.
Sau 6 năm không chào mời được khách hàng, cuối những năm 1980, công ty Northrop đã chính thức ngừng chương trình tiêu tốn 1,2 tỷ USD. Tính đến thời điểm đó, chỉ có 3 mẫu thử F-20 được chế tạo, hiện có một chiếc được trưng bày tại Trung tâm Khoa học California, 2 chiếc còn lại bị tai nạn trong khi bay thao diễn ở các nước.
