Ракета Х-38 строится по классической схеме и имеет цилиндрический корпус длиной 4,2 м диаметром 0,31 м. Форма головного обтекателя зависит от типа используемой ГСН. В головной части ракеты закрепляются неподвижные Х-образные стабилизаторы. На средней части корпуса имеются Х-образные крылья размахом 1,14 м, в хвостовой – рули. Для удобства транспортировки крылья и рули выполнены складными. Верхние плоскости складываются вбок-вниз, нижние – вбок-вверх. При сложенных крыльях и стабилизаторе поперечник ракеты незначительно превышает диаметр корпуса, что позволяет использовать транспортные контейнеры меньшего размера. Стартовый вес ракеты Х-38, в зависимости от модификации, – до 520 кг.
В головной части ракет семейства Х-38 монтируется головка самонаведения и часть аппаратуры управления. Средняя часть отдана под размещение боевой части, а в хвостовой находится твердотопливный ракетный двигатель. Двухрежимный двигатель позволяет ракете на маршевом участке полета развивать скорость до М=2,2. Дальность пуска – от 3 до 40 км. Допускается запуск при скорости полета носителя от 15 до 450 м/с на высотах от 200 м до 12 км.
Ракеты семейства Х-38 могут комплектоваться системами наведения четырех типов. При этом во всех модификациях присутствует инерциальная система наведения, отвечающая за вывод ракеты в заданный район цели. После выхода на заранее определенный рубеж ракета должна включать и использовать вторую систему наведения. Известно о существовании следующих вариантов оружия:
- Х-38МЛЭ. Ракета с инерциальной и пассивной лазерной системами наведения. Предназначается для нанесения ударов по целям, помеченным лазерным лучом. В зависимости от дальности пуска может требоваться стороннее целеуказание от БПЛА или разведывательной группы;
- Х-38МАЭ. Ракета с инерциальной и активной радиолокационной ГСН. После выхода в район цели способна самостоятельно обнаружить ее при помощи встроенной РЛС. Внешнее целеуказание не требуется, реализуется принцип «запустил-забыл»;
- Х-38МТЭ. Ракета с инерциальной и тепловизионной головками самонаведения. По методикам применения похожа на Х-38МАЭ, хотя отличается аппаратурой и принципами поиска целей;
- Х-38МКЭ. Ракета с инерциальной и спутниковой системами наведения. Предназначается для ударов по стационарным целям с заранее разведанными координатами. Для определения собственных координат и местоположения цели ракета использует спутниковую навигационную систему ГЛОНАСС.