结构布局
该弹采用鸭式气动布局，舱面与弹翼前后呈X-X形配置；全弹由制导控制舱、引信与战斗部、动力装置、弹翼和舵面所组成。各型号的“响尾蛇”导弹，它们的气动布局和结构组成均无改变，主要是结构尺寸稍有变化以及元器件性能的改进。AIM-9导弹各型号均采用普通装药的破片杀伤战斗部，用来摧毁目标。该型导弹采用红外寻的制导，探测距离和灵敏度有很大提高，选用镭射引信，提高了炸点精确度，既具有近距离格斗的能力，又能全方向、全高度、全天候作战，被多国部队大量装备。
弱点
“响尾蛇”虽然凭藉着自身的优势，在空对空导弹中占据非常重要地位，但是，“响尾蛇”也由其自身的弱点。在空战中，战机倘若不能全方位地对目标进行攻击，那么它的尾后便会受到威胁。在全方位攻击方面，俄罗斯的AA-11“箭手”近程空对空导弹因具有“后射”能力而领先于“响尾蛇”。为了保住空战优势，美空军决定开发具有偏离轴线性能的格斗导弹，改进“响尾蛇”。第4代“响尾蛇”AIM-9X在新世纪之初问世。
控制系统
AIM-9X采用先进的自动驾驶仪飞行控制系统，具有很高的机动控制能力。AIM-9X弹身细长，达3米，弹径0.127米，重85公斤。只有4个很小的矩形尾翼，空气阻力几乎减少了一半，马赫数超过3，速度更快。AIM-9X采用的新一代红外线导引头，具有在晴空下更高的目标辨识能力，能清楚分辨是人工热源还是自然热源。AIM-9X在飞向目标过程中还具有抗干扰能力。它已具有很好的偏离轴线射击能力，就是说不单会直线攻击，还能选择不同角度甚至向后方向攻击。因此，飞行员能选择更佳机会攻击目标。以前各个型号的“响尾蛇”只能在20度角的范围内寻找目标，而AIM－9X可以在90度角的范围内寻找目标，能防御敌机从尾后偷袭。
