F-35C là phiên bản dành riêng cho hải quân Mỹ, có một số đặc điểm khác với mẫu F-35A của không quân và F-35B của thủy quân lục chiến. Khung thân và càng đáp được gia cố để cất hạ cánh trên tàu sân bay, cánh tiêm kích có thể gập để tiết kiệm diện tích và bổ sung thêm móc hãm đà phía đuôi. Mỹ dự tính mua và biên chế 273 chiếc F-35C cho hải quân Mỹ, nhằm thay thế cho các phi đội Super Hornet đang trở nên lạc hậu.

CMV-22B chính là máy bay vận tải đa năng trên hạm của Mỹ, điều đặc biệt ở loại máy bay này là khi cần có thể chở được động cơ của máy bay chiến đấu F-35C, dòng tiêm kích trên hạm chủ lực trong tương lai của Mỹ.

Phiên bản F-35B và F-35C bị giới hạn tốc độ để tránh hỏng sơn tàng hình, trong khi F-35A có thể hỏng phanh khi chạy trên đường băng.

Mỹ đã cho F-35A thực chiến tại Syria, hiện tại siêu tàu sân bay USS Abraham Lincoln (CVN-72) đã áp sát Iran, giới quan sát cho rằng, rất có thể Mỹ sẽ cho F-35C vào thực chiến nếu xung đột với Iran nổ ra.