Les premiers missiles air-air utilisaient un guidage par autodirecteur radar semi-actif, c’est-à-dire que le missile utilisait le rayonnement produit par l’avion de lancement pour le guider vers la cible. La dernière génération de missiles BVR utilise une combinaison de radar semi-actif et actif.
Les premiers missiles de ce type étaient des conceptions relativement simples de beam riding. Le Sparrow 1 monté sur le Skyknight de la marine américaine est devenu le premier missile BVR opérationnel en 1954. Ces missiles BVR primitifs ont rapidement été remplacés par des missiles utilisant le radar semi-actif (SARH). Dans ce cas, le radar de l’avion de lancement est « verrouillé » sur la cible en mode STT (single target track), dirigeant vers la cible une énergie radar que l’autodirecteur du missile peut « voir » lorsqu’elle se reflète sur la cible. L’antenne radar doit « illuminer » la cible jusqu’à l’impact. Des missiles comme le Raytheon AIM-7 Sparrow et le Vympel R-27 (désignation OTAN AA-10 « Alamo ») se concentrent sur le rayonnement réfléchi, tout comme une bombe guidée par laser se concentre sur le rayonnement laser réfléchi. Certains des missiles à plus longue portée utilisés aujourd’hui utilisent encore cette technologie.
Le premier missile air-air à introduire un autodirecteur actif terminal propre était l’AIM-54 Phoenix porté par le F-14 Tomcat, entré en service en 1972. Cela dispensait la plate-forme de lancement de la nécessité d’éclairer la cible jusqu’à l’impact, ce qui la mettait en danger. Le Phoenix et son radar associé au Tomcat, l’AWG-9 était capable d’une capacité de poursuite et de lancement multiple, ce qui était unique au Tomcat/Phoenix jusqu’à l’avènement de l’AMRAAM en 1991.
Les nouveaux missiles de type « fire-and-forget » comme le Raytheon AIM-120 AMRAAM et le R-77 (désignation OTAN AA-12 « Adder ») utilisent plutôt un système de navigation inertielle (INS) combiné à des informations initiales sur la cible provenant de l’avion de lancement et à des mises à jour provenant d’une liaison de données unidirectionnelle ou bidirectionnelle afin de lancer au-delà de la portée visuelle, puis de passer à un mode de guidage terminal, généralement un guidage radar actif. Ces types de missiles présentent l’avantage de ne pas nécessiter que l’avion de lancement éclaire la cible avec l’énergie radar pendant toute la durée du vol du missile et, en fait, ils ne nécessitent pas de verrouillage radar pour le lancement, mais seulement des informations sur la poursuite de la cible. Cela permet à la cible d’être moins avertie du lancement d’un missile et à l’avion de lancement de se détourner lorsque le missile est dans sa phase terminale d’autoguidage ou d’engager d’autres avions. Les missiles de très longue portée comme le missile AIM-54 Phoenix de Hughes (maintenant Raytheon) et le R-33 fabriqué par Vympel (désignation OTAN AA-9 ‘Amos’) utilisent également cette technique.
Certaines variantes du Vympel R-27 utilisent un guidage radar semi-actif (SARH) pour le guidage initial, puis un guidage infrarouge passif pour l’étape finale. Ce type de missile nécessite un guidage actif pendant une plus longue partie du vol que les missiles « fire-and-forget », mais il se guidera toujours vers la cible même si le verrouillage radar est rompu dans les dernières secondes cruciales de l’engagement et peut être plus difficile à usurper avec des paillettes en raison du double type de guidage.