И-320 — дальний всепогодный перехватчик, разработанный и построенный ОКБ Микояна и Гуревича в конце 1940-х годов.
В конце 1940-х годов в СССР началась разработка дальнего перехватчика, способного вести боевые действия против самолётов противника в любых метеорологических условиях и любое время суток, на максимально возможной дальности. В этом направлении работало сразу несколько конструкторских бюро. ОКБ Сухого разработало Су-15 (первый с таким обозначением), ОКБ Лавочкина — Ла-200, а в ОКБ Алексеева, на базе истребителя-бомбардировщика И-211 был создан перехватчик И-215. В свою очередь Микоян предложил, а затем построил И-320, это был второй самолёт с таким обозначением, первым была модификация МиГ-9 — И-320 «ФН». Последним к разработке приступило ОКБ Яковлева, причём именно перехватчик Як-25 был принят на вооружение.
При разработке И-320 за основу была взята конструкция МиГ-15, но виду того, что на новом истребителе должно было устанавливаться два двигателя и РЛС, а кабина быть двухместной, самолёт был существенно доработан. Кроме того, И-320 был значительно крупнее МиГ-15.
Второй двигатель РД-45Ф из-за больших поперечных габаритов было невозможно разместить в фюзеляже рядом с первым, поэтому была использована оригинальная схема компоновки аналогичная Ла-200 и Су-15. Двигатели были расположены тандемом, таким образом второй РД-45Ф разместили в своеобразном редане, а сопло вывели под фюзеляж. Канал воздухозаборника разделили на три части, первая вела к переднему двигателю, а две других к хвостовому.
Истребитель был оснащен РЛС «Торий А», расположенной в обтекателе в верхней части воздухозаборника. Места оператора РЛС и пилота были расположены рядом в широком фонаре с бронестеклом толщиной 105 мм с электрообогревом. Кабина была оборудована двумя индикаторами РЛС и двойным управлением, благодаря чему каждый член экипажа мог выполнять обязанности напарника. Кислородная система была индивидуальная для каждого лётчика, с общим запасом в 6 литров.
Ввиду того что дальний перехватчик предназначался для действий против бомбардировщиков, вооружение И-320 было исключительно мощным. Оно состояло из двух пушек Н-37 калибра 37-мм по бокам и внизу носовой части фюзеляжа с общим боезапасом в 100 снарядов.