Đầu đạn có trọng tải lên tới 480 kg, với tùy chọn đầu đạn nhiệt hạch 10-50 kt. Tên lửa được thiết kế để phóng từ chiến đấu cơ MiG-31 (phiên bản cải tiến) ở độ cao khoảng 18 km, và có thể di chuyển ít nhất ở vận tốc Mach 5 và tối đa là Mach 10 (12.350 km/h) với khoảng cách lên tới 2000 km.

Các nhà phân tích quân sự phương Tây cho rằng loại tên lửa này có nguồn gốc từ tên lửa đạn đạo tầm ngắn 9K720 Iskander-M phóng từ mặt đất. Sự khác biệt cơ bản với Iskander là ở chỗ Kinzhal được phóng từ trên không, khiến nó khó dự đoán, khó bị đánh chặn hơn.

Bộ Quốc phòng Nga ngày 18/3 thông báo đã triển khai Kinzhal phá hủy thành công một kho chứa tên lửa và đạn dược dưới lòng đất ở miền Tây Ukraine. Đây là lần thử nghiệm đầu tiên công khai của loại tên lửa này cho đến nay. Tuy nhiên, có tin đồn rằng nó đã được thử nghiệm trước đó tại cuộc chiến ở Syria.