В качестве горючего для мотора употребляется несимметричный диметилгидразин, окислителя — концентрированная азотная кислота. Воздухозаборник мотора в предстартовом положении закрыт сбрасываемым обтекателем. Наведение на цель производит комбинированная система управления, состоящая из подсистем автономного управления и самонаведения. Ракета применяется с балочных держателей БД-45К, БД-45Ф. Ракета вооружена инерциальной системой управления с активной радиолокационной головкой самонаведения, многорежимным двухкамерным жидкостным ракетным движком. Боевая часть 2-ух типов: фугасно-кумулятивная «М» (500 кг взрывчатого вещества) и ядерная «Н» (мощью 350–1000 кт). Запуск ракет допускается в прямолинейном полете без скольжения. В районе запуска ракеты цель берется на автоматическое сопровождение головками самонаведения и по сигналу «ракета готова» штурман производит ее отцепку. Через 3 с после отцепки (просадка 500–700 м) на ракете запускаются движки, раскладывается нижний киль, взводится взрыватель БЧ и врубается программный механизм ракеты. Через 11 с ракета переводится в набор высоты. При достижении М=3,44 уменьшается угол набора высоты и выключается стартовый движок. На высоте 22500 м начинается горизонтальный полет. Когда угол визирования меж осью ракеты и направлением на цель достигал 30°, а удаление от цели — 60 км, отключается радиоуправление по курсу, канал высоты и движок, а ракета переводится в пикирование на цель. На участке пикирования управление перебегает на радиолокационное самонаведение по способу прямого наведения. Модификация Х-22МА с инерциальной системой управления комплектуется термоядерной боевой частью мощью 0,35 Мт. Ракетами Х-22 различных модификаций вооружались три самолёта носителя — Ту-22К, Ту-22М, Ту-95К-22.
Наибольшая дальность запуска, км 300 - 400 Масса, кг: стартовая 5780 боевой части 930 Боевая часть фугасно-кумулятивная Система наведения автономная, активная либо пассивная (радиолокационная) Число М полета 3 Линия движения верхняя, нижняя Масса контейнера, кг 3400 Габаритные размеры ракеты (длина х высота х размах крыла), м 11,65 х 1,81 х 3,0