1、研發企業不同：
殲-20是中航工業成都飛機設計研究所設計研發的，殲-31是中國航空工業集團公司沈陽飛機工業集團公司研制的。
2、氣動布局不同：
殲20是首款采用鴨式氣動布局的隱身戰鬥機，采用DSI鼓包進氣道。殲-20采用單座、雙發、全動差動雙垂尾、DSI進氣道（無附面層隔道超音速進氣道）、上反鴨翼帶尖拱邊條的鴨式氣動布局。
鴨式氣動布局使飛機擁有較優秀的超音速控制率，良好的大仰角升力特性，較大的瞬時攻角與滾轉率。但鴨式布局最大的缺點為最大攻角與持續攻角的矛盾性，並且鴨翼偏轉時產生強度較大的鏡面反射回波，對飛機頭向RCS（雷達散射截面）影響甚至比常規布局飛機大。
殲-31采用正常布局，機身兩側布置DSI進氣道，中等後掠角、後緣前掠的小展弦比機翼，兩臺發動機中間裝有中型尾椎，兩個蝶形垂尾向外傾斜。從側前方看，310驗證機與F-22戰鬥機較為相似。
但從俯視圖看，310的機身明顯短粗，更類似執行攻擊任務的F-35戰鬥機，只是采用雙發布局；從側面看，310的機身厚度單薄很多，因此機身容積遠低於F-35，考慮到該機采用雙發布局，因此機內電子設備艙、彈艙和燃油艙的體積會更小。
3、動力系統不同：
殲-20采用的是國產發動機，並且基本滿足殲20的格鬥需求。而渦扇-15正在研制中，等2019年渦扇-15服役後，將明顯提升殲-20戰鬥機的性能。
殲-31戰鬥機采用的是兩臺RD-93加力式渦輪風扇發動機，其也是FC-1“梟龍”戰鬥機的標準動力。RD-93是在前蘇聯MIG-29戰鬥機使用的RD-33渦輪風扇發動機基礎上，將附件機匣從頂部更換到底部，以方便單發飛機維護的改型，其也適合於從底部進行維護的雙發戰鬥機。
4、目的不同：
殲-20是用於接替殲-10、殲-11等機型的中國第五代戰鬥機，采用了單座雙發、全動雙垂尾、DSI鼓包進氣道、上反鴨翼帶尖拱邊條的鴨式氣動布局。頭部、機身呈菱形，垂直尾翼向外傾斜，起落架艙門為鋸齒邊設計，機身以高亮銀灰色塗裝。
殲-31是針對國際市場需求研發的隱身多用途戰鬥機，綜合作戰效能優異，具有自主知識產權。該機采用單座、雙發、外傾雙垂尾、全動平尾的常規氣動布局，兩側布置大S彎進氣道，設有內置彈艙。
擴展資料：
殲-20總體評價：
殲-20是中國自主研制的第五代戰鬥機，它的研制實現了既定的四大目標——打造跨代新機、引領技術發展、創新研發體系、建設卓越團隊。打造跨代新機，是按照性能、技術和進度要求，研制開發中國自己的新壹代隱身戰鬥機。
殲-20在態勢感知、信息對抗、協同作戰等多方面取得了突破，這是中國航空工業從跟跑到並跑，再到領跑的必由之路。創新研發體系，是指建設最先進的飛機研制條件和研制流程。
通過壹大批大國重器的研制，中國建立了具有中國特色的數字化研發體系。建設卓越團隊，是指通過型號研制，錘煉壹支優秀的研制隊伍，這些擁有報國情懷、創新精神的優秀青年是航空事業未來發展的生力軍。未來，中國將在戰鬥機的機械化、信息化、智能化發展征程上不斷前行
殲-31總體評價：
殲-31戰鬥機從總體上來講，在氣動、隱身設計等方面，具備了五代戰機的所有特征，在空戰方面對任何第四代戰鬥機，無論是F-15\SU-27還是所謂的四代半戰鬥機臺風\陣風都具有絕對優勢，但是其面對第五代戰鬥機的效果則難以確定。
殲-31的重量與美國的F-35戰機差不多，二者的隱形能力也不相上下，綜合作戰能力比較接近，殲-31的機翼和起落架等方面改進之後，完全可以成為中國未來具有隱形性能的航母艦載戰鬥機，屆時殲-31將成為世界上第二款中型隱形航母艦載機，中國軍隊整體的戰鬥力也將大大提升。
參考資料：
百度百科-殲-20
百度百科-殲-31