中国空军的图-154MD从外观上看加装了多个雷达罩、天线和电子战设备，装备了一部合成孔径雷达系统，该系统与美国空军E-8“联合星”联合监视及目标攻击雷达系统相似。
图-154侦察系统分别是RON SAR合成孔径雷达、RADUGA红外成像系统和电视摄影系统。电视系统解析度达到0.3米。合成孔径成像作业高度在12000～500米，解像度3×3米。红外成像作业高度3000-1500米，解像度0.5米。其中电视成像系统还包括侧视电视摄影机。这充分应证了以机载平台作为星载平台的试验品的做法。为配合这一侦察系统，高空间分辨率CCD数字相机也在紧张研制中。
机载合成孔径侦察系统主要由信息获取子系统，信息处理子系统和应用子系统三部分组成。信息获取子系统类似于国际流行配置，主要是由红外、可见光、合成孔径雷达传感器组成。具体到国产系统上，则分别为128通道的成像光谱仪、244通道的CCD成像光谱仪、高空间分辨率的CCD航空相机、具有三维信息获取能力的三维成像仪以及L波段合成孔径雷达。一共5个侦察系统和手段。
进行升级改造，提高侦查水平，可运行的对地观测系统改造完成，提升了侦查能力！
该机在航程和滞空时间都有着很大的优势，特别适合进行航测侦察使用。