当時の日本の軍用機の名称には採用年次の「皇紀」の下2桁を冠する規定があり、零戦が制式採用された1940年（昭和15年）は神武天皇即位紀元（略称・皇紀）2600年にあたるので、その下2桁の「00」から「零式」とされた[3][注釈 1]。

「零戦」と略され「れいせん」「ぜろせん」と呼ばれる。このうち「ぜろせん」と読むことについて@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}「戦時中、英語は敵性語として使用を制限されていたから『ぜろせん』と読むのは誤り」「“ゼロファイター”の和訳が戦後に一般化した」[要出典]と言われることがあるが、戦時中の1944年（昭和19年）11月23日付の朝日新聞で初めて零戦の存在が公開された際には「荒鷲[注釈 2]などからは零戦（ゼロセン）と呼び親しまれ」とルビ付きで紹介されていることから、「ぜろせん」が誤りという訳ではない。

当初の名称は「零式○号艦上戦闘機○型」とされ、発動機の換装を一号、二号、機体の改修を一型、二型と表していたが、1942年夏に最初の桁が機体の改修回数、次の桁が発動機の換装回数を示すように変更されたため表記が逆転し、既存の一号一型/一号二型はそれぞれ零式艦上戦闘機一一型/二一型と改称された。前述のとおり、それぞれの桁の数字は異なる意味が持たせられており、連続した二桁の「数」ではないので、「じゅういちがた」「にじゅういちがた」といった読み方ではなく独立した「いちいちがた」「にぃいちがた」と呼ばれる。二号零戦/二号零戦改と仮称されていた新型零戦は三二型/二二型と命名された[要出典]。後に、武装の変更を示す「甲・乙・丙」を付与する規定が追加された。

連合軍が零戦に付けたコードネームはZeke（ジーク）だが、パイロットからは直訳調のZero Fighter（ゼロファイター）やZero（ゼロ）と呼ばれた。ただし、三二型は出現当初、それまでの二一型とは異なり翼端が角張っていたためか別機種と判断され、Hamp（当初はHap）というコードネームが付けられた。
構造

零戦は、速力、上昇力、航続力の各数値を優れたものとするために、軽量化を徹底している[4]。同時期の艦上戦闘機であるF4Fワイルドキャットが構造で機体強度を確保していたのに対し、零戦はより強度の高い素材を使用して部材の肉を抜き重量を削減した[5]。軽量化は骨格にとどまらず、ボルトやねじなどに至るまで徹底したという。

しかし、これら軽量化策は想定外の強度低下を招き、初期の飛行試験では設計上耐えられるはずの条件下での機体の破壊を招いた。1940年（昭和15年）3月、十二試艦戦2号機が昇降舵マスバランスの疲労脱落によるフラッタにより空中分解しテストパイロットの奥山益美が殉職、さらに1941年（昭和16年）4月、二一型135号機と140号機がバランスタブ追加の改修をした補助翼と主翼ねじれによる複合フラッタにより、急降下中に空中分解して下川万兵衛大尉が殉職、開戦直前まで主翼の構造強化や外板増厚などの大掛かりな改修が行われている。設計主務者の堀越技師は、設計上高い急降下性能があるはずの零戦にこのような事態が発生した原因として、設計の根拠となる理論の進歩が実機の進歩に追い付いていなかったと回想している[6]。操縦席の横に補強した脚置き場を設置し、胴体フィレット下と胴体側面に引き込み式のハンドルとステップを取り付けている。そのステップと一部のハンドルは操縦席から手が届かず、離陸前に整備員が押し込む必要があった。

生産段階でも多数の肉抜き穴や、空気抵抗を減らす目的で製造工程が複雑な沈頭鋲を機体全面に使用するなど、生産工程が増える設計となっているが、少数精鋭の艦戦ということで工数の多さが許容されたからである。大戦中期以降は後継機の開発が遅れたため生産数を増やす必要に迫られたことで設計を変更し、工数を減らす努力が続けられたが、設計段階から生産効率を考慮したP-51マスタングと比較すると零戦の生産工数は3倍程度もあり、生産側の負担となった[注釈 3]。

米軍が鹵獲した零戦二一型の機体調査に携わったチャンス・ヴォートのエンジニアから、V-143戦闘機と引き込み脚やカウリング・排気管回りなどが類似していると指摘されたため、零戦そのものがV143のコピー戦闘機であるという認識が、大戦中だけでなく現在でも一部海外で存在する。しかし、この説は開発開始時期の相違によって否定されている。降着装置が半引き込み式で、尾部の突起が少々長いが、外形、寸法、各種数値が似ているグロスター社のF.5/34をコピー元とする説もあるが、零戦の寸法は、翼面荷重や馬力荷重を九六式艦戦と同程度に収めるように決められた数値である。