El sistema de guía es un componente electrónico que proporciona datos al sistema de control del misil, para que este a su vez lo maniobre para interceptar al objetivo (en general moviendo las aletas de guía del misil o variando el ángulo de su chorro de escape).

Las órdenes electrónicas impuestas por el sistema de guía pueden ser generadas dentro del mismo misil, o recibirse de una fuente externa, aunque en general el localizador o buscador se encuentra en la cabeza del misil (por lo que recibe el nombre de «cabeza buscadora».

Localización pasiva

Es la modalidad de localización más relativamente simple de implementar, pues depende esencialmente de emisiones proporcionadas por el mismo objetivo (emisiones de calor, radiomagnéticas, radar, luz o sonido).

Tras su lanzamiento, los misiles de localización pasiva son completamente autónomos, por lo que son conocidos como misiles de «dispara y olvida» (en inglés: fire-and-forget).

Una de las principales desventajas de la «localización pasiva» es su dependencia en un objetivo «cooperativo» que continúe emitiendo continuamente la energía requerida por la cabeza buscadora, por lo cual los diseños de aeronaves y vehículos modernos favorecen el enmascaramiento de sus señales calóricas.

Misiles de localización pasiva por infrarrojos

La mayoría de los buscadores con localización pasiva son del tipo infrarrojo (IR), que reaccionan a los objetos que irradian calor. Estos dispositivos contienen un material sensitivo a la temperatura (radiación infrarroja) producida principalmente por el motor del objetivo. El detector es a menudo enfriado criogénicamente para eliminar la temperatura intrínseca del propio misil y permitir mayor sensibilidad a la energía Infrarroja procedente de una fuente externa. Esta modalidad es muy utilizada en misiles contra aviones, ya sea aire-aire o tierra-aire, por la gran temperatura que estos emiten, ya sea por sus motores a reacción o por el roce del aire a gran velocidad.

La distancia a la cual es efectivo un buscador infrarrojo para detectar un objetivo depende de la intensidad de la radiación Infrarroja emitida por el objetivo en la dirección del sensor, así como la sensibilidad del buscador en sí. Llegando a su máximo valor en los ataques desde atrás. En los misiles más costosos de guía infrarroja se llega a unos 10 o 15 kilómetros de alcance, aunque en los modelos más simples no alcanzan a los 6.000 metros.De todas formas esa última distancia es bastante buena para las "peleas de perros" (Combate aéreo cercano o dogfight).

En el caso de los misiles contra aviones, si un buscador infrarrojo es tan sensible que puede adquirir al objetivo desde cualquier ángulo de aspecto (posición con respecto a un eje determinado), se dice que se trata de un misil buscador de «todo aspecto»; de lo contrario se tratará de un misil buscador de «aspecto posterior». Esto es de importancia táctica en el combate aéreo, pues permite a un avión armado con misiles de todo aspecto interceptar a un blanco aunque esté de frente, mientras que un avión provisto de misiles de aspecto posterior deberá antes maniobrar su máquina para ponerse por detrás de la cola de su objetivo, para apuntar desde un ángulo que favorezca las limitaciones de detección del buscador de su misil.

Por ser más pequeños, este tipo de misiles son muy maniobrables, muy adecuados para la intercepción de objetivos aéreos cercanos. Los misiles aire-tierra de guía infrarroja, en tanto, pueden emplearse de noche con efectividad.

Como desventaja a los misiles pasivos de guía infrarroja, se da el caso que este tipo de energía calórica es rápidamente absorbida y disipada por el vapor de agua, haciendo a casi todas las cabezas buscadoras de calor relativamente inefectivas bajo condiciones de nubes o lluvia. La discriminación entre el objetivo y las radiaciones del ambiente, como las generadas por el sol, los reflejos sobre el agua, la nieve, las nubes y el terreno caluroso como los desiertos, pueden ser un problema para las cabezas buscadoras por infrarrojos. De hecho los objetivos suelen usar esas "desventajas" como método para eludir el ataque, como implementar en distintos vehículos militares, sobre todo aeronaves, la implementación de señuelos de infrarrojos (bengalas de magnesio) con el fin de confundir misiles de guía calórica; u orientarse hacia el Sol, en los combates aéreos.

Ejemplos muy usados de este tipo de misiles guiados por emisiones calóricas son el aire-aire de todo aspecto AIM-9 Sidewinder y Vympel R-73, los tierra-aire lanzados desde el hombro FIM-92 Stinger y SA-7 Grail, y los aire-aire de aspecto trasero Molniya R-60, y Magic.

Misiles de localización pasiva por TV

En este caso, la cabeza buscadora recibe una imagen de televisión o termal (Infrarroja) del terreno y luego separa el objetivo del fondo de la imagen empleando filtros ópticos que limitan determinadas capas del espectro electromagnético. Las características del objetivo y la superficie base (contraste de luminiscencia o contraste de calor de objetivo) determinan la fiabilidad del guiado. Los misiles por localización de televisión son principalmente usados de día, en condiciones de buena visibilidad, en empleo antiaéreo de corto alcance o en forma de misiles aire-tierra relativamente sencillos.

Misiles de localización pasiva por ondas electromagnéticas

Estos misiles están diseñados para destruir fuentes de emisión electromagnéticas, principalmente radares de defensa, centros de control y estaciones de radio y TV. Su cabeza buscadora detecta las emisiones de ondas de radar o radio y envía órdenes al sistema de guía para que el misil vuele directamente hacia ellas hasta hacer impacto. En general estos misiles se utilizan en condiciones de «duelo», pues en caso de atacar radares de tiro antiaéreo, tanto el avión lanzador como el objetivo pueden alcanzarse mutuamente. Por ello en la actualidad se emplean en ambientes de «guerra electrónica», con amplio uso de contramedidas electrónicas (ECM).

Los modelos iniciales eran de baja velocidad y dependían de que el blanco continuara emitiendo durante toda su trayectoria. Los ejemplares más modernos disponen hoy de una sistema de guía inercial que almacena la localización de la fuente de emisión en caso de que los operadores de la misma adviertan el peligro y dejen de emitir, e impulsores de gran velocidad.

Ejemplos de estos misiles son los antirradares Texas Instruments AGM-45 Shrike, Raytheon AGM-88 HARM (norteamericanos), y Zvezda Kh-25P y Kh-31P (rusos).

Localización semiactiva

En el caso de la localización semiactiva, el objetivo es iluminado por el lanzador o por un tercer elemento (generalmente por radar o láser), y el sistema de localización instalado dentro del misil se dirige hacia la energía de iluminación reflejada por el objetivo.

Este tipo de misiles con localizadores semiactivos pueden incluir un receptor trasero para recibir la información de vuelo proveniente de la plataforma iluminadora, ya que requieren que una fuente de emisión externa al misil (por ejemplo, el radar de la plataforma de lanzamiento) ilumine al objetivo.

En caso de que se pierda el contacto con el reflejo de la iluminación del objetivo (ya sea de ondas de radar o luz láser), el misil no podrá guiarse hasta su blanco, entrando en una trayectoria balística. Muchas veces cuando esto sucede se activa una carga pirotécnica para su autodestrucción.

Localización semiactiva por radar

Para la localización semiactiva, el misil usa una «cabeza receptora de radar» (ondas electromagnéticas) sintonizada a la misma frecuencia que el radar de iluminación. Estos son los misiles aire-aire y tierra-aire de todo tiempo y todo aspecto más utilizados.

La habilidad del misil para seguir su objetivo está determinada por la capacidad de la emisión de radio, el reflejo de las ondas del objetivo, y la sensibilidad de la cabeza buscadora por radar. Como este caso incluye reflejo de radiaciones, la intensidad del mismo depende del poder de la fuente emisora propia y las cualidades del objetivo para reflejar tales ondas de radio. Esta cualidad depende significativamente del ángulo de aspecto del objetivo. Además del ángulo de aspecto, la reflexión de ondas de radio depende del tamaño, la forma y los detalles de constructivos del objetivo.

Si bien la localización semiactiva permite la adquisición de objetivos «no cooperativos» y es muy efectiva para lograr impactos a distancias mayores que las posibles por los misiles pasivos de guía infrarroja, uno de sus principales problemas es su elevada complejidad, que resulta en baja rentabilidad. Esencialmente, esta técnica requiere de dos sistemas de adquisición (receptores) separados e independientes para ser exitosa (uno en la cabeza buscadora por radar del misil y otro en el radar de tiro de la plataforma de guía). Esto también los hace propensos a ser afectados por las contramedidas electrónicas que pudiera emplear el blanco para confundirlo.

Otra desventaja muy seria es que requiere la iluminación del objetivo por parte de la plataforma de guía durante todo la trayectoria de vuelo del misil. Esta necesidad hace a la plataforma de guía muy vulnerable a los misiles de localización pasiva antirradar (ver arriba), y en caso de que la plataforma de guía sea un avión, el mismo suele verse muy restringido en su movimiento mientras realiza el disparo hacia su objetivo.

Este tipo de localización se emplea generalmente en misiles de intercepción de blancos aéreos a grandes distancias (superiores de los 5 o 10 kilómetros en adelante).

Localización semiactiva por láser

Los misiles provistos de esta modalidad de localización se emplean en conjunto con un «indicador por lasér». Este indicador se localiza en la misma plataforma de lanzamiento o independiente de la misma, y es usado para iluminar con láser al objetivo. La «cabeza buscadora por láser» del misil detecta en vuelo al láser reflejado por el objetivo y se dirige a él hasta lograr el impacto. Este sistema de localización es similar al empleado también en proyectiles y municiones no propulsadas (bombas guiadas por láser), pudiéndose usar bajo condiciones alta nubosidad u oscuridad total.

En general este tipo de misiles se usan como misiles tácticos para el ataque a blancos rentables en tierra y mar, ya sea lanzándolos desde aeronaves de combate o desde tierra. En el caso de los misiles semiactivos guiados por láser disparados desde aeronaves, el indicador por lasér se transporta integrado en el avión o helicóptero o puede agregarse como forma de un pod o barquilla, junto con cámaras infrarrojas. Su alcance máximo suele estar dado en el rango de los 10 o 15 kilómetros, lo que permite hacer fuego fuera del alcance de los misiles pasivos (de corto alcance) del enemigo.

Los lanzadores terrestres de misiles guiados por láser suelen tener integrado su indicador por lasér, pero en algunos casos también pueden emplearse indicadores por lasér independientes. De esta forma, tropas adelantadas pueden apuntar con láser a objetivos en primera línea y designar objetivos para ser atacados por misiles guiados por láser lanzados desde aeronaves o desde lanzadores terrestres más alejados.

Ejemplos comunes de estos misiles son los misiles antitanques AGM-114 Hellfire y AT-6 Spiral, y el misil aire-tierra Zvezda Kh-29L desde aviones.

Localización activa

En esta modalidad, el misil ilumina y localiza a su objetivo por sí mismo, generalmente empleando un pequeño transmisor/receptor de radar localizado en la parte frontal.

Si bien la localización activa requiere de un misil más complejo, pesado y costoso, su sistema de guía no es tan vulnerable a las contramedidas electrónicas, y el sistema en general es menos complejo que el sistema semiactivo, y por ello más rentable. También ofrece a la plataforma de lanzamiento capacidad de «disparar y olvidar», de la misma forma que los sistemas pasivos.