AA—10導彈采用三翼面布局，在彈頭前部有 4個小邊條，其後是操縱舵面，彈尾裝有 4個雙梯形彈翼。該彈與眾不同之處在於，它在世界上率先采用了新穎的倒梯形的操縱舵，其機動性也因此而明顯得到改善。彈體中段的4片大型倒梯形彈翼構成主要的控制面，褡配尋標頭段的4片梯形穩定翼和彈體未段的4片固定式雙三角尾翼。引信位置改在控制翼的後方。該彈采用模塊化艙段設計，由制導、控制、戰鬥部、引信和發動機5個艙段組成 。 R-27 的尋的頭有半主動雷達型、主動雷達制導型和紅外線型兩種，其中 R-27R/RE 使用 9B-1101K 型半主動雷達尋的頭，它是壹種 J 頻段的單脈波系統，能在 30公 裏範圍內鎖定雷達反射截面（RCS）約 5 平方米的目標；R-27AE 使用 98-1103M 型主動雷達尋的頭，它整合有壹個重量約 1 公斤具備 32kbyte 隨機存儲器和 32kbyte 只讀記憶體的可編程計算機，該尋的頭能在 16 至 20 公裏範圍內鎖定 RCS 約 5 平方米的目標；R-27T 使用 36T 型紅外線尋的頭，它能迎頭搜索目標，由於裝有高性能追蹤系統，使導彈能緊跟著高機動目標，並具備不錯的抗雜波和抗幹擾能力。R-27ET 是 R-27T 的增程改進型，配備有大幅改進的 T36 型尋的頭。
無論配備那種尋的頭，R-27 發射後初期以慣性飛向目標，中段制導則以資料鏈對彈道進行修正，未段制導由導彈尋的頭進行控制，能有效攻擊飛行高度在 20 米至 27 公裏高度的目標。R-27 的基本型可從 7,000 米至海平面高度發射，增程型的最大發射高度增至 9,000 米，其最大射程因發射空域而有所不同，對低空目標的最大有效射程約 20 公裏，對付中、高空目標則增為 40 公裏以上，R-27EM 的最大射程更高達 110 公裏 。 R-27 是 SU-27 系列戰鬥機的標準空對空武器，SU-27 通常掛載 6 枚 R-27 執行任務，包括主翼最內側掛架的 2 枚紅外線制導型、進氣道下掛架的 2 枚雷達制導型、機身中線縱列掛架的 2 枚雷達制導型 。