Der grundsätzliche Aufbau einer Luft-Luft-Rakete besteht aus einem Antriebsteil, dem Lenksystem, dem Suchkopf und dem Gefechtskopf. Der Sprengkopf wird durch einen Annäherungs- oder einen Aufschlagzünder ausgelöst. Heute finden ausschließlich konventionelle Sprengköpfe Verwendung. In den 1960er Jahren jedoch verfügten die Vereinigten Staaten über einen Typ von nichtkonventionellen Luft-Luft-Raketen, die ungelenkte Genie Luft-Luft-Rakete mit einem ~1,5 kT Sprengkopf zur Zerstörung großer Bomberverbände.

Zwei Arten von Suchköpfen sind in Verwendung:

• passiver Suchkopf

Es handelt sich hierbei um ein passives Suchverfahren bei dem der Suchkopf auf die Wärmeabstrahlung deAbsichts anspricht (z. B.: AIM-9 Sidewinder).

• halbaktiver Suchkopf

Ein halbaktiveAbsichtsuchverfahren bei dem die Absicht von einer von der Rakete unabhängigen Radaranlage "beleuchtet" wird und der Suchkopf der Rakete die Reflexion der Radarstrahlung aufnimmt (z. B.: AIM-7 Sparrow).

• aktiver Suchkopf

Ein aktiveAbsichtsuchsystem bei dem der Radarsender und der Radarempfänger in der Rakete vorhanden sind (z. B.: AIM-120 AMRAAM).

Zur Abwehr von Luftschiffen entwarf man in dem Ersten Weltkrieg kleine Raketen (Le Prieur-Raketen), die von alliierten Doppeldeckern getragen wurden. Sie waren jedoch sehr unexakt und hatten eine kurze Reichweite, weswegen man sie bald durch verbesserte Munition ersetzte.

Zu Beginn des Zweiten Weltkrieges vergab das Reichsluftfahrtministerium verschiedene Aufträge zur Entwicklung von Luft-Luft-Raketen. Nach dem Einsatz eher primitiver Waffen begann 1943 die Arbeit an der Henschel Hs 117H , die auf einer Boden-Luft-Rakete basierte. Fast zeitgleich wurde die Ruhrstahl X-4 entwickelt, die eine bessere Leistung erbrachte, aber exakt wie die Henschel-Rakete vor Kriegsende nie in dem Kampf eingesetzt wurde.