Det syriska passagerarplanet, med 35 personer ombord, flög från Moskva och färdades mot Syrien, när det flög in på turkiskt luftrum. Planet beordrades att landa på Esenboga-flygplatsen i Ankara och eskorterades till flygplatsen av stridsplan.
De turkiska myndigheterna ska ha funnit bland annat missildelar ombord på planet.
- Det finns illegal last ombord på planet som skulle ha redovisats, säger Turkiets utrikesminister Ahmet Davutoglu enligt AP.
Relationen mellan de två länderna har blivit allt sämre den senaste tiden. Förra veckan dödades fem personer på den turkiska sidan av gränsen efter en granatattack. Sedan dess har den turkiska militären förstärkt sina gränsposteringar.
Enligt nyhetsbyrån Anadolu har den turkiske generalen Necdet Özel uttalat hot mot Syrien.
- Om det fortsätter kommer vi att svara med större kraft, säger han.