A Sidewinder 1958-ban mutatkozott be a délkelet-ázsiai konfliktusban, amikor kínai nemzeti F-86-osok 11 kínai kommunista MiG-17-est lőttek le vele a formosai szorosban. Addig a légiharc pilóták és faroklövészek kis kaliberű géppuskával való lövöldözésére korlátozódott.

A rakéta hengeres formájú, stabilitását és irányítását az orra mögött és a farkán lévő szárnyak adják. Az irányítást aktív infravörös önirányító rendszer végzi kiegészítve egy optikai célpont-érzkelő rendszerrel. A rakéta tehát a repülőgép hajtóművéből kiáramló forró égésterméket követi. Ez az irányítás alkalmazható éjjel-nappal és érzéketlen az elektronikai zavarásra, kilövés után elhagyhatja a helyszínt, mert a rakéta önmagát vezeti célra, viszont megtéveszthető kilőtt infracsapdákkal. Jól kiegészíti a közepes hatótávolságú radarirányítású rakétákat, mint pl. az AIM-120 AMRAAM-et.

Változatok: a prototípust, az A változatot először 1953-ban lőtték ki. A kezdeti sorozattípus, a B 1956-ban állt szolgálatba, és nagyobb távolságon, földközelben, éjjel és szemtől szemben való támadásnál hatástalan volt. A J változat nagyobb manőverezőképességgel ls hatótávolsággal bírt, az F-15-öst szerelték fel vele először (1977). Az L változatnak erősebb hajtóműve van, fejlettebb érzékelő és irányítórendszere, bármely szögből indítható, beleértve a szemből való indítást is. Ezt már felszerelték repeszromboló töltettel is. Az M változatot, amely a J továbbfejlesztése, felszerelték zavarórendszert zavaró rendszerrel is. A P változat (még nincs hadrendbe állítva) fejlettebb elektronikával rendelkezik, jobban manőverezik és távolabbról indítható. A P-1-et felszerelték aktív optikai célpontérzékelővel, a P-2-t csökkentett füstkibocsátású hajtóművel, a P-3-at pedig mindkettővel.