Flygningen sker samtidigt som USA:s försvarsminister Robert Gates är på besök i landet för att försöka stabilisera militära band mellan de två supermakterna. På listan av potentiella trätoämnen finns USA:s vapenförsäljning till Taiwan.
Enligt Gates sade Kinas president Hu Jintao att jungfruturen inte koordinerats så att den sammanföll med besöket utan hade varit schemalagd sedan tidigare.
Enligt en högt uppsatt amerikansk militärtjänsteman har den kinesiska militären genomfört provflygningen av stealthplanet utan att Hu kände till det, skriver AFP.
– Det var uppenbart att ingen av de civila i rummet hade informerats, sade den anonyme företrädaren för det amerikanska försvarsdepartementet.
Flyplanet visar att Kina har tagit dramatiska steg vad gäller förmågan att ta fram modern krigsutrustning. Men att prorotypen visas upp så öppet kan, enligt amerikanska medier, även tolkas som ett försök att tillmötesgå USA:s önskemål om mer insyn i Kinas försvarsmodernisering.
Även om J-20 är många år från serieproduktion kan planet ses som en potentiell konkurrent till den amerikanska motsvarigheten F-22 Raptor, det enda stealthjaktplanet i tjänst idag. Rysslands Sukhoi T-50 är ännu omkring fem år från tjänstgöring.
På bilderna ser det ut som om kinesiska J-20 är större än sina ryska och amerikanska motsvarigheter, vilket kan innebära att planet har större räckvidd och förmågan att bära tyngre bestyckning.
J-20 kan även ses som ett direkt hot mot Taiwan, som Peking hävdar är kinesiskt territorium och hotar återta med våld. Taiwans luftförsvar utgörs till största delen av äldre amerikanska F16 och franska Mirage. De elektroniska varningssystemen i dessa jaktplan har bristande förmåga mot stealthteknologi.
Kinas flygindustri, både militär och civil, har tagit stora steg under de senaste åren men är fortfarande beroende av importerad teknologi. Särskilt motorer har varit svårt för Kina att utveckla på egen hand. Enligt analytiker finns två J-20, en med ryska motorer och en med kinesiska. Vilken som flugit är inte känt. Stealthteknologi är än svårare att bemästra eftersom motorernas avgaser måste döljas och planets kropp behöver utformas så att radarsignaler och infraröda sensorer avleds.
Att J-20 redan flyger tyder på att Kinas flygindustri kommit längre i sin utveckling än många förutsett. USA:s försvarsminister tog för en tid sedan beslut om att begränsa den amerikanska Raptor-flottan till 187 plan, delvis för att Kina inte förutsågs ha femte generationens jaktplan på många år. Ett beslut som kommer att ifrågasättas nu.
Vid sidan av jaktplan utvecklar Kina också sofistikerade krigsfartyg, ubåtar, missiler och eventuellt även ett eller flera hangarfartyg, enligt AP.
