Mỗi tên lửa được giữ và phóng từ một thùng chứa điều áp bảo vệ nó trong quá trình vận chuyển và có chức năng lưu giữ cũng như hoạt động như một ống phóng. Những thùng chứa này được xếp trên những Bệ phóng hộp bọc thép (ABL), thường thấy trên các tàu chiến lớp Iowa như USS Iowa, USS New Jersey, USS Missouri, và USS Wisconsin. Những thùng chứa này cũng có trong các Hệ thống phóng thẳng đứng (VLS) trên các tàu chiến nổ khác, các Hệ thống phóng kiểu bao (CLS) trên các tàu ngầm lớp Los Angeles, và trong những ống phóng ngư lôi của tàu ngầm. Tất cả các tàu chiến được trang bị ABL đã được loại khỏi biên chế.

Với các tên lửa phóng từ tàu ngầm (được gọi là UGM-109), sau khi được phóng bằng áp suất khí (phóng đứng qua VLS) hay bằng xung lực nước (phóng ngang qua ống phóng ngư lôi), tên lửa ra khỏi nước và một động cơ đẩy nhiên liệu rắn được kích hoạt trong vài giây đưa tên lửa bay lên không cho tới khi chuyển qua giai đoạn bay hành trình.

Sau khi bắt đầu bay, các cánh của tên lửa mở ra để tạo lực nâng, ống hút gió mở ra và động cơ turbin cánh quạt được dùng cho bay hành trình. Trên mặt nước, tên lửa Tomahawk sử dụng dẫn đường quán tính hay GPS để bay theo hành trình định sẵn; khi tới đất liền hệ thống dẫn đường của tên lửa được hỗ trợ bởi Hệ thống định dạng mặt đất (TERCOM). Giai đoạn dẫn đường cuối cùng được thực hiện bởi hệ thống Điều chỉnh định dạng khu vực theo hình ảnh số (DSMAC) hay GPS, với độ chính xác tuyên bố khoảng 10 mét.

Hệ thống Vũ khí Tomahawk bao gồm một tên lửa, Trung tâm Kế hoạch Phi vụ (TMPC)/Hệ thống Kế hoạch trên mặt nước, và hoặc Hệ thống kiểm soát vũ khí Tomahawk (trên tàu nổi) hay Hệ thống kiểm soát chiến đấu(trên tàu ngầm).

Nhiều phiên bản của các hệ thống điều khiển đã được sử dụng, bao gồm:

• v2 TWCS – Hệ thống Điều khiển Vũ khí Tomahawk (1983), cũng được gọi là "green screens," dựa trên một hệ thống máy tính xe tăng cũ.
• v3 ATWCS – Hệ thống Điều khiển Vũ khí Tomahawk Tiên tiến (1994), hệ thống thương mại đầu tiên, sử dụng HP-UX.
• v4 TTWCS – Hệ thống Điều khiển Vũ khí Tomahawk Chiến thuật, (2003).
• v5 TTWCS – Hệ thống Điều khiển Vũ khí Tomahawk Chiến thuật Thế hệ Tiếp sau. (2006)

• Một tên lửa hành trình Tomahawk phóng từ tàu USS Stethem.
• Tàu USS Missouri phóng một tên lửa Tomahawk.
• Tên lửa Tomahawk phóng từ tàu ngầm USS Florida.
• Đường đạn phóng từ một Tàu khu trục lớp Arleigh Burke