Có nhiều biến thể BGM-109 Tomahawk với nhiều kiểm đầu đạn.

• AGM-109H/L Tên lửa Không đối đất tầm trung (MRASM) – một ASM tầm bắn ngắn hơn, sử dụng động cơ turbin phản lực với đầu đạn bom chùm; chưa từng được đưa vào sử dụng.
• BGM-109A Tomahawk Tên lửa tấn công mặt đất – Hạt nhân (TLAM-A) với một đầu đạn hạt nhân W80. Tầm bắn 2.500 km, độ chệch mục tiêu trung bình khoảng 80 mét[5]. Đã ngừng phục vụ vào năm 2013.
• BGM-109C Tomahawk Tên lửa tấn công mặt đất – Quy ước (TLAM-C) mang một đầu đạn đơn. Tầm bắn 1.300 km. Cải tiến sử dụng dẫn đường GPS giúp giảm độ chệch mục tiêu trung bình còn khoảng 10 mét, tuy nhiên tầm bắn giảm xuống còn 1.300 km do phải mang thêm cảm biến GPS[5]
• BGM-109D Tomahawk Tên lửa tấn công mặt đất – Phân tán (TLAM-D): thay 1 đầu đạn lớn bằng các các đầu đạn con. Tầm bắn 1.300 km
• Tên lửa hành trình phóng trên bộ BGM-109G (GLCM)- với một đầu đạn hạt nhân W84; đã ngừng phục vụ năm 1987
• RGM/UGM-109B Tomahawk Tên lửa chống tàu (TASM) – biến thể chống tàu dẫn đường bằng radar. Tầm bắn 460 km
• RGM/UGM-109E Tomahawk Tên lửa tấn công mặt đất (TLAM Block IV) – phiên bản cải tiến của TLAM-C. Tầm bắn 1.600 km

Tên lửa hành trình phóng trên bộ (GLCM) và phương tiện phóng kiểu xe tải đã được sử dụng tại các căn cứ ở châu Âu; tuy nhiên nó đã bị rút bỏ ngừng phục vụ để tuân thủ Hiệp ước các lực lượng Hạt nhân Tầm trung năm 1987. Nhiều phiên bản chống tàu đã được cải biến thành TLAM vào cuối cuộc Chiến tranh Lạnh. Các TLAM Gói III được đưa vào sử dụng năm 1993 có thể bay xa hơn và sử dụng các bộ thu Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) để tấn công chính xác hơn. Các TLAM Gói IV đã được thiết kế lại hoàn toàn với một động cơ turbin cánh quạt cải tiến. Động cơ F107-402 này cho phép BLK III mới có khả năng kiểm soát luồng khí phụt, cho phép thay đổi tốc độ trong khi bay. Động cơ này cũng có hiệu suất nhiên liệu tốt hơn. Các TLAM Gói IV có khả năng tấn công sâu và được trang bị với một hệ thống định vị mục tiêu thời gian thực để tấn công các mục tiêu di chuyển nhanh.