Lần không kích này gây được sự chú ý do Nga đã sử dụng Kh-101, một trong những loại tên lửa mới phát triển và hiện đại nhất của không quân Nga.

Tên lửa hành trình tàng hình Kh-101, được phát triển bởi Cục Thiết kế Raduga, có chiều dài 7,45m và trọng lượng phóng tối đa 2.400 kg, trong đó đầu đạn nặng 400 kg. Tên lửa này còn có một biến thể khác có tên Kh-102, có thiết kế tương tự nhưng mang đầu đạn hạt nhân sức công phá 450 kiloton.

Mỗi chiếc Tu-95MS mang được 8 tên lửa Kh-101

Tên lửa Kh-101 có tầm bắn 5.500km, có thể đạt đến tốc độ 270m/s. Nó sử dụng hệ thống định vị vệ tinh GLONASS của Nga để điều chỉnh đường đạn và có sai số chỉ từ 5 đến 6m, cùng khả năng thay đổi hành trình bay linh hoạt với những điểm hạ thấp độ cao chỉ cách mặt đất 30m. 

Kh-101 sẽ thay thế cho Kh-55, loại tên lửa hành trình cận thanh đã phục vụ từ những năm 1983. Nga đã thử loại tên lửa này từ năm 1990 nhưng phải đến năm 2013, nó mới được đưa vào biên chế. Chiến dịch chống khủng bố ở Syria là lần đầu tiên Nga đưa Kh-101 vào thực chiến. Các máy bay Tu-160 và Tu-95MS của Nga đã phóng tổng cộng 32 tên lửa Kh-101 trong chiến dịch tại Syria.