和同类型先进巡航导弹一样，Kh-101导弹采用惯导+卫星导航+地形匹配制导+末端成像制导的复合制导方式，圆概率误差在15米以内，最大射程据称达到4500千米。Kh-101配备了一个重约450千克的常规战斗部，Kh-102导弹配备的则是一颗爆炸当量为25万吨的核战斗部。Kh-101导弹在2012年左右进入俄罗斯空天军服役，主要由经过升级的图-95MS和图-160M战略轰炸机发射。Kh-101导弹在2015年的叙利亚战场进行了首次实战，当年11月，由5架图-160和6架图-95MS战略轰炸机对极端组织IS的目标发射了34枚Kh-555和Kh-101空射巡航导弹。

Kh-101是俄罗斯为了替代Kh-55导弹研制的新一代巡航导弹，采用隐身设计。

巡航导弹的攻与防

在俄乌冲突初期，面对俄罗斯的远程导弹袭击，乌克兰几乎处于被动挨打的境地，后来随着时间的推移，乌克兰开始在冲突中学习如何对付俄罗斯的巡航导弹，加上有西方国家提供武器和情报方面支持，对巡航导弹拦截的成功率开始提升。亚声速巡航导弹飞行在低空，速度也比较慢，防守一方如果有充足的预警和拦截准备，拦截概率还是比较高的。作战过程中，北约的预警机、电子战飞机、卫星以及地面远程雷达组成的预警网络实时为乌军提供各种情报信息，俄罗斯一旦进行导弹空袭，乌军就可以进行提前准备，对部分巡航导弹的飞行路线进行预判，在飞行路线上进行设防，甚至一些高射炮和便携式防空导弹都可以在飞行路线附近守株待兔，成功击落了一部分俄军的巡航导弹。

俄罗斯军队也在冲突中学习，在看到Kh-101巡航导弹被拦截的概率增加后，开始在武器装备和战术运用上提升导弹突防能力。在导弹方面，俄军在导弹头部增加L-504箔条干扰弹投放装置，以对抗乌军的雷达制导防空导弹，此外弹载计算机、抗干扰方面也进行了升级，整体的制导精度和反拦截能力都有了提升。乌克兰媒体称，Kh-101巡航导弹还能投放热诱饵（亦称热焰弹），那意味着除了箔条干扰弹，干扰弹投放装置内还有用于干扰红外制导防空导弹的热焰弹。在战术运用上，乌军还发现俄军开始使用由巡航导弹改造而来的诱饵弹，这种导弹将战斗部换成电子战装置，作战时配合那些有战斗部的导弹进行突防，引诱乌克兰防空系统开火，俄军随后对乌军防空火力进行打击，降低乌军防空体系的作战效能。