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.