Hỏa lực chính của hệ thống là pháo tự động M61 Vulcan 20 mm, được quân đội Hoa Kỳ sử dụng từ năm 1959 trên các máy bay tiêm kích, được liên kết với hệ thống radar điều khiển hỏa lực băng tần Ku để phát hiện và theo dõi bắt bám mục tiêu. Hệ thống được kết hợp với một bệ đỡ, có khả năng nâng tốc độ di chuyển để theo dõi các mục tiêu. Ra đa kiểm soát hỏa lực và các bộ phận quan trọng của hệ thống cho phếp nó có thể tìm kiếm, phát hiện, khóa mục tiêu, khai hỏa và xác nhận tiêu diệt 1 cách tự động nhờ hệ thống máy tính điều khiển. Do đặc tính khép kín này, hệ thống Phalanx rất thích hơp để lắp đặt trên các tàu hỗ trợ, vốn thiếu hệ thống tìm kiếm mục tiêu và thường có các cảm biến rất hạn chế. Toàn bộ hệ thống có khối lượng từ 12.400 đến 13.500 lb (5.600 đến 6.100 kg) .

Phiên bản nâng cấp

Do sự gia tăng của các mối đe dọa, hệ thống Phalanx đã được trải qua một số thay đổi. Phiên bản đầu tiên (nguyên bản) là Block 0, có khả năng tác chiến với các mục tiêu trên mặt biển. Bản nâng cấp Block 1 (1988) cung cấp nhiều cải tiến khác nhau về radar, đạn pháo, sức mạnh tính toán, tốc độ bắn và tăng độ cao khai hỏa của hệ thống lên +70 độ. Những cải tiến này nhằm tăng khả năng hoạt động của hệ thống trước các tên lửa chống hạm siêu thanh mới của Nga. Phiên bản Block 1A giới thiệu một hệ thống máy tính điều khiển mới để chống lại các mục tiêu cơ động hơn. Phiên bản Block 1B PSuM (Phalanx Surface Mode, 1999) bổ sung cảm biến hồng ngoại (FLIR) để tăng hiệu quả của hệ thống.[8] Sự nâng cấp này để làm tăng hiệu quả chống lại các mối đe dọa từ tàu nhỏ và các "vật nổi" khác ở vùng biển ven bờ và cải thiện hiệu suất của vũ khí chống lại các máy bay bay thấp và chậm hơn. FLIR cũng được sử dụng để chống lại các tên lửa có khả năng bị phát hiện thấp và có thể được liên kết với RIM-116 Rolling Airframe Missile (RAM) để tăng phạm vi đánh chặn và độ chính xác của RAM. Block 1B cũng cho phép sĩ quan vận hành xác định trực quan và khóa mục tiêu các mối đe dọa.[8]

Kể từ cuối năm tài chính 2015, Hải quân Hoa Kỳ đã nâng cấp tất cả các hệ thống Phalanx lên biến thể Block 1B. Ngoài cảm biến FLIR, Block 1B còn tích hợp trình theo dõi video tự động, nòng súng được tối ưu hóa (OGB) và tăng khả năng phá hủy mục tiêu của đạn (ELC) để có thêm các khả năng chống lại các mối đe dọa như tàu mặt nước nhỏ, máy bay trực thăng và các phương tiện bay không người lái. Cảm biến FLIR cải thiện khả năng chống lại tên lửa chống hạm, trong khi OGB và ELC cung cấp khả năng bao quát khu vực và tăng phạm vi hoạt động; Đạn Mk 244 ELC được thiết kế đặc biệt để xuyên thủng tên lửa chống hạm với đầu đạn xuyên bằng vonfram nặng hơn 48% và phần mũi bằng nhôm. Một nâng cấp khác là radar Phalanx 1B Baseline 2 để cải thiện khả năng phát hiện, tăng độ tin cậy và giảm thời gian bảo trì. Nó cũng có chế độ theo dõi mặt biển, giúp phát hiện và tiêu diệt các mối đe dọa bay sát mặt biển, tăng khả năng phòng thủ trước tàu tấn công nhanh và tên lửa bay thấp. Tính đến năm 2019, bản nâng cấp radar Baseline 2 đã được lắp đặt trên tất cả các tàu trang bị hệ thống Phalanx của Hải quân Hoa Kỳ.[9] Block 1B cũng được sử dụng bởi các lực lượng hải quân khác như Canada, Bồ Đào Nha, Nhật Bản, Ai Cập, Bahrain và Vương quốc Anh.[10]

Vào tháng 4 năm 2017, Raytheon đã thử nghiệm một hệ thống lên đạn mới cho Phalanx, cho phép hệ thống bắn với nhiều tốc độ khác nhau để tiết kiệm đạn dược, giảm trọng lượng hệ thống đi 180 lb (82 kg) đồng thời tăng độ tin cậy và giảm chi phí vận hành.[11]