空空導彈之所以發射後能跟蹤目標，是因為它有目標探測系統，也就是我們通常所說的導引頭，以及控制導彈轉向的飛行控制系統。導彈發射後，導引頭鎖定跟蹤目標，並把目標的運動方向、速度等信息實時傳送給導彈的飛行控制系統，從而控制導彈飛向目標。
空空導彈的導引頭主要有兩種，壹種是紅外導引頭，它利用紅外敏感器件探測目標戰機尾氣、以及機身與空氣摩擦產生的紅外輻射；另壹種是雷達導引頭，它通過探測目標戰機反射回來的雷達波進行跟蹤。
雷達導引頭又分為兩種。壹種是半主動雷達導引頭，它只接受雷達波，不能發射雷達波，工作時需要載機照射目標，這是第三代中距攔射空空導彈普遍采用的末制導方式。還有壹種是主動雷達導引頭，它發射並接收雷達波，因此，這種導彈具有發射後不管功能，是第四代中距空空導彈普遍采用的末制導方式。