Tên lửa được thiết kế để tiêu diệt các tàu chiến của Mỹ và NATO cũng như các hệ thống tên lửa chiến lược của đối phương ở khu vực châu Âu, phá hủy các hệ thống phòng thủ tên lửa của NATO và các mục tiêu trên đất liền gần biên giới Nga. Nó được thiết kế để vượt qua mọi hệ thống phòng không hoặc tên lửa phòng không đã được biết hoặc đã được lên kế hoạch của Hoa Kỳ, bao gồm MIM-104 Patriot, THAAD và Hệ thống Chiến đấu Aegis.[13][14][15][16]. Nguyên lý hoạt động của các hệ thống phòng thủ chống tên lửa đạn đạo hiện nay là: radar phát hiện tên lửa rồi truyền thông số cho máy tính, sau đó máy tính có thể dựa trên tốc độ, hướng bay của tên lửa để tính toán tọa độ đánh chặn (do tên lửa đạn đạo có quỹ đạo luôn theo hình parabol cố định). Nhưng Kh-47M2 Kinzhal là tên lửa đạn đạo kiểu mới, có thể thay đổi quỹ đạo bay liên tục, do đó các hệ thống phòng thủ chống tên lửa đạn đạo không thể tính toán được quỹ đạo bay của nó, khiến việc đánh chặn là gần như không thể.

Tầng đẩy đầu tiên của tên lửa có lẽ giống với tên lửa đạn đạo phóng từ mặt đất 9K720 Iskander, nhưng phần hướng dẫn được thiết kế riêng cho tên lửa này. Nó có khả năng tấn công các mục tiêu cố định và di chuyển như tàu sân bay[17] Tên lửa tăng tốc đến tốc độ siêu vượt âm trong vài giây sau khi phóng[18] và thực hiện các thao tác thay đổi quỹ đạo ở tất cả các giai đoạn bay để né tránh hệ thống phòng thủ tên lửa của đối phương.

Truyền thông Nga tuyên bố tầm bắn của tên lửa là 2.000 km khi được mang bởi MiG-31K và 3.000 km khi được mang bởi Tu-22M3.[19]

Kh-47M2 Kinzhal có thể tấn công mục tiêu chính xác nhờ vào hệ thống dẫn đường tiên tiến bằng vệ tinh. Trong video mô phỏng tính năng chiến đấu, Nga cũng cho thấy khả năng của Kinzhal khi bắn trúng tàu chiến giả định ở góc bổ nhào 90 độ.

Kh-47M2 Kinzhal không phải là tên lửa đạn đạo phóng từ máy bay đầu tiên được nghiên cứu. Từ năm 1958, quân đội Mỹ đã xây dựng một chương trình bí mật là Bolt Orion (WS-199B) nhằm xây dựng một tên lửa đạn đạo phóng từ máy bay. Đến năm 1962 thì Mỹ đặt cho loại tên lửa này mã định danh là AGM-48 Skybolt. Tên lửa này có trọng lượng 5 tấn, chiều dài 11,66 m và đường kính 0,89 m, tầm bắn 1.800 km, độ cao đạn đạo đạt 480 km với tốc độ tối đa lên đến Mach 12,5. Tuy nhiên, các thử nghiệm bắt đầu vào tháng 4 năm 1962 đã diễn ra với kết quả rất tồi tệ, với 5 thử nghiệm đầu tiên đã kết thúc thất bại và chỉ có 1 lần thành công vào tháng 12/1962, và Tổng thống thứ 35 của Mỹ là Kennedy chính thức hủy bỏ chương trình vào ngày 22/12/1962. Như vậy, Kh-47M2 Kinzhal vẫn chính là tên lửa đạn đạo phóng từ máy bay đầu tiên được chế tạo thành công trên thế giới. Ngoài ra, Kh-47M2 Kinzhal có 4 tính năng quan trọng mà AGM-48 Skybolt không có:

• Kh-47M2 Kinzhal có khả năng thay đổi quỹ đạo ở các giai đoạn bay để né tránh hệ thống phòng thủ tên lửa của đối phương. Còn AGM-48 Skybolt chỉ có thể bay theo quỹ đạo parabol cố định như tên lửa đạn đạo thông thường, do đó nó rất dễ bị các hệ thống phòng thủ tên lửa của đối phương đánh chặn.
• Kh-47M2 Kinzhal có khả năng thay đổi quỹ đạo nên độ cao bay của nó chỉ ở mức 80 km (ở cuối tầng bình lưu), ma sát với không khí sẽ tạo cho nó khả năng tàng hình plasma khiến tên lửa rất khó bị radar phát hiện. Còn AGM-48 Skybolt chỉ bay theo quỹ đạo parabol cố định nên nó sẽ vọt tới độ cao 500 km (không gian vũ trụ), ở độ cao này nó không có khả năng tàng hình plasma (do không có ma sát với không khí) nên dễ bị radar phát hiện.
• Kh-47 Kinzhal có khả năng đánh trúng cả những mục tiêu cố định lẫn di động với độ chính xác cao (sai số chỉ vài mét) nhờ vào đầu dẫn định vị vệ tinh kết hợp quán tính/quang học/radar chủ động. Còn AGM-48 Skybolt chỉ có định vị quán tính nên chỉ có thể tấn công mục tiêu cố định với độ chính xác thấp (sai số lên tới vài km ở cự ly phóng tối đa).
• Kh-47M2 Kinzhal có khối lượng chỉ khoảng 2,5 - 3 tấn, các loại máy bay tiêm kích như MiG-31 hay Su-57 đều có thể mang được. Còn AGM-48 Skybolt nặng tới 5 tấn, nên chỉ có máy bay ném bom hạng nặng như B-52 mới mang được.

Kh-47M2 Kinzhal có thể trang bị cho tiêm kích hạng nặng MiG-31 (mỗi chiếc mang được 1 tên lửa) hoặc máy bay ném bom hạng nặng Tu-22M3M (mỗi chiếc mang được 4 tên lửa). Khi được trang bị trên các loại máy bay này, cộng thêm với sự hỗ trợ của máy bay tiếp nhiên liệu trên không, không quân Nga có thể tấn công đội tàu sân bay hoặc các mục tiêu của đối phương từ khoảng cách trên 5.000 km tính từ sân bay, như vậy một phi đội Nga từ Viễn Đông có thể tấn công chớp nhoáng một đội tàu sân bay Mỹ ngay từ khi chúng còn đang ở khu vực giữa Thái Bình Dương.

Tốc độ siêu vượt âm cũng làm tăng sức sát thương của tên lửa: 1 quả tên lửa nặng khoảng 3 tấn khi lao xuống với vận tốc 3 km/giây như Kh-47 Khinzal sẽ tạo ra một động năng cực lớn (khoảng 27 tỷ jun), tương đương năng lượng của 6 tấn thuốc nổ TNT, có thể đánh gãy đôi cả 1 chiếc tàu sân bay cỡ lớn mà không cần đầu đạn phát nổ.