Menggunakan sistem penggerak solid fuel rocket motor, rudal R-27 memiliki kecepatan mencapau 2,5 hingga 4,5 mach, tergantung kondisi cuaca dan ketinggian. Rudal ini berbobot sekitar 253 kg, termasuk 39 kg untuk bobot hulu ledak. Cara kerja peledakan saat mengenai target menerapkan 2 jenis metode, yaitu radar proximity serta impact fuze. R-27 memiliki panjang sekitar 4,08 meter serta lebarnya 230 mm.
Selain dipasang pada Sukhoi Su-27/30, Su-33, MiG-29, serta Su-35. Sejumlah varian R-27 juga bisa digunakan pada jet tempur yang lebih tua, contohnya MiG-23 serta Yak-141. Untuk pengalaman tempurnya, R-27 diklaim berperan besar pada saat Perang Teluk I (1990-1991). Informasi dari Rusia mengatakan bahwa pesawat B-52G berhasil dijatuhkan oleh MiG-29 AU Irak dengan rudal R-27, walaupun tidak hancur tapi rusak parah. Pernyataan itu lalu disangkal oleh AS yang menyatakan kalau itu akibat friendly fire yang berasal dari jet F-4G Wild Weasel yang menembakkan rudal HARM (high speed anti radiation missile).
