和地面飛彈相比，空空飛彈的的體積更小，重量也比較輕，使用起來比較方便。由於它是一種從飛行器上發射的飛彈，所以可以根據距離來進行劃分，主要包括近距、中距以及遠距攔射飛彈。在世界空空飛彈的排名中，美方的AIM120型飛彈是其中的代表。這款飛彈採用了兩段式的布局設計，可以分成4個部分，分別為制導、彈頭、推進器以及彈翼部分，其中制導部分包括了電池、慣性制導和搜索系統等多種裝置，其中中段為半自動的數據鏈制導雷達，末段則是主動制導雷達。這款飛彈的出現讓美國空軍擁有了新的助力，它改變了過去那種半自動式雷達制導模式，應用固體火箭發動機作為動力引擎，速度可以達到4馬赫，加上主動制導的雷達系統，讓其在空中作戰中具備一定優勢。美軍方面將它形容為一款發射出去之後就不用管的飛彈武器。據了解，AIM120從上世紀90年代開始投入裝備，如今雖然已經服役了20多年，但是它依然憑藉著優秀的性能成為現役的主力空空飛彈，而且還出口到別的國家。經過多年的改進，如今的AIM-120已經逐漸發展成一個飛彈系列。
該系列飛彈的外形大多一致，但是其改進型號的性能卻各有不同。AIM120主要有四種改進型號，它們分別是A、B、C、D四種類型，其中AIM120D是F22型戰機的主要空戰武器。美軍在上世紀50年代研製了AIM7型「麻雀」中程飛彈，這款飛彈的有效射程為36公裡，採用了半主動式的雷達系統，但是它每次只能攻擊一個目標，並且飛彈發射之後，飛機必須持續保持著指向戰機的方位，於是美軍在此基礎上研發了AIM54「鳳凰」空空飛彈，主要用於防空作戰使用，其飛行速度可以達到5馬赫，發射時不需要其他裝置協助，主要搭載在F14型戰機上。在1976年越南戰爭之後，美軍對當時的空軍裝備進行了回顧總結，認為他們還需要一款中距地空空飛彈。因此他們研製出了空空飛彈AIM120。這款飛彈在設計上延續了AIM7的彈翼布局，採用了鈦合金前彈體和鋼製的後彈體，阻力比較小。
其實，最早時期研製的AIM120的性能並不怎麼樣，由於開發人員主要重心是研製一款中程飛彈，所以其彈徑只有178mm，限制於飛彈本身的限制，這款飛彈在和其他國家同類型的飛彈中並不怎麼具備優勢。因此自從AIM120服役以來，美軍就一直在對其進行改進，通過各種方式，比如改進電子系統，換裝新型發動機，改變飛彈的攻擊方式等，去一步步提升AIM120的性能。和早期的AIM-120A型相比，如今的AIM120C和AIM120D已經基本改進全新的版本。AIM-120的改進過程對於其他的空空飛彈改進具有一定的指導意義。
據悉，上世紀70年代後期，美軍推出AMRAAM研製計劃，雷聲公司的YAIM120成為最後的勝利者。1984年，AIM120進行實彈試驗，1988年AIM120A開始進行首批低速生產。1991年，它具備了初始作戰能力。AIM120A的射程為50-70公裡，關於這一型號的記錄不是很多。1994年，AIM120B開始進入部署階段，這一版本的飛彈換裝了WGU-41/B型導引頭，一些負責數據處理的電子裝置也進行了相應的升級，其射程提高到75公裡。
幾年後，AIM-120C改進版本的研製被提上日程，為此，AMRAAM項目提出了升級計劃P3I，計劃對AIM120進行新的改造。相較於之前的版本，AIM120C主要通過改進工藝和提升技術去對射程進行升級。它的整個彈體內部的結構幾乎全部被替換了，導引頭部分換成WGU44/B，重量減少到18.1kg，採用新的HTPB燃料。在維持外觀基本不變的情況下，AIM120C的最大射程一下子提高到105公裡。至於AIM120D這一型號的改進，它主要應用了高拋彈道和二次點火技術去增加射程。AIM120D採用了彈道式曲線的飛彈發射模式，配備了GPS慣性測量助裝置，這種裝置能夠有效地提高飛彈精度，引導飛彈的彈道飛行。AIM120D的最大射程提升到160公裡，但是它的價格十分昂貴，據說是AIM120C的四倍左右。從AIM120的改進進程來看，這款空空飛彈通過優化彈道模式和提升軟體技術的方式去增加飛彈的射程，這種方式相對比較方便，操作靈活，成功率也比較高。