AIM-9X外型最大特徵，和前一代相比明顯縮小了彈翼，前翼從原本的0.635m縮小為0.4445m，尾翼從0.5664m縮小為0.3531m，並採鈦金屬彈翼，使飛彈的空氣阻力更低，因而速度從原本的2.5馬赫提升到3馬赫，但仍以AIM-9M的固態推進火箭與彈頭為基礎。
AIM-9X可180度轉彎向後發射 「看到哪裡，打到哪裡」
AIM-9X飛彈最可怕的部分在於，飛彈的推進系統增加了向量噴嘴，可在尋標過程大幅度轉彎進行偏軸飛行，甚至可迴轉180度攻擊正後方的戰機，也就是所謂的「向後發射」，能防禦敵機從尾後實施攻擊，在配合聯合頭盔瞄準系統後，飛行員只要用眼睛注視欲攻擊的目標，就可「看到哪裡，打到哪裡」，甚至敵機在背後，一樣可以發射飛彈向後打。
對於AIM-9X飛彈的評價，美軍F-22戰機的飛官曾指出，F-22戰機雖然可以配備6枚AIM-120先進中程空對空飛彈（AMRAAM）和2枚AIM-9短程空對空飛彈作為空戰武裝，但直到把AIM-9M型換成AIM-9X後，才可以算是真正配到8枚飛彈，因為AIM-9M的射程只有18公里，AIM-9X Block I的射程增加到30公里，而最新的AIM-9X Block II則再增加至35公里。
中國軍事專家：霹靂-10性能勝過AIM-9X Block II
有大陸軍事專家則認為，AIM-9X飛彈雖然是目前現役最先進「近距空對空飛彈」，性能甚至遠超過共軍戰機配備的俄羅斯R-73系列飛彈，不過中國已研發成功霹靂-10等空空飛彈，同樣採用先進的紅外成像制導，飛彈最大射程已達60公里，最大速度可達4馬赫，性能超過AIM-9X Block II，並已達到美軍研發中的AIM-9X Block Ⅲ水準，目前已裝備到殲-16和殲-11B戰鬥機上，並成為殲-20的標準空戰武器，AIM-9X Block II飛彈性能還是比不上中國的霹靂系列飛彈。
