En fonction de leur système de guidage (voir ci-dessous).
Ces différentes catégorisations se recoupent partiellement et rendent une classification des différents missiles relativement complexe : ainsi, par exemple, un missile mer-sol peut être soit un missile balistique soit un missile de croisière, et un missile anti-char n'est qu'une version spécialisée du missile air-sol.
Propulsions
Différents types de propulsions ont été ou sont utilisés. Ce sont principalement des fusées, des réacteurs ou des engins mixtes.
Fusées :
À carburant solide : c'est encore le propulseur le plus courant pour les petits missiles. En particulier les missiles individuels anti-char.
À carburant liquide : la dangerosité des carburants et comburants employés a été la cause de leur abandon progressif. Ce type de propulsion est cependant extrêmement efficace pour l'envoi de « gros » missiles utilisant une technologiemoyenne voire faible. Le premier missile réussi utilisant cette propulsion a été le V2 allemand de la Seconde Guerre mondiale.
Réacteurs :
Simple flux : des essais ont été effectués après la Première Guerre mondiale, abandonnés à cause du prix de revient de tels missiles.
Éventuellement double-flux ou turbo-fan ou modèle plus moderne que le simple flux.
Stato-réacteur : le propulseur actuellement le plus courant sur les missiles. Bon marché, faciles à fabriquer et solides, les statoréacteurs sont devenus le principal mode de propulsion des missiles non semi-balistiques (une fusée est nécessaire pour la sortie de l'atmosphère)
Stato-réacteur « classique » à carburant liquide :
Stato-réacteur à carburant gazeux : le carburant est stocké sous forme de gaz comprimé (rare car le container est lourd), ou de produits solides, se décomposant en gaz inflammables lorsqu'ils sont chauffés. Les carburants gazeux se mélangeant mieux au comburant (air) que les carburants liquides, ce systèmes est plus efficace à très grande vitesse (Mach 5 et plus). Ce type de stato-réacteur extrêmement rapide est souvent nommé scramJet.
Stato-fusée : les stato-fusées sont des stato-réacteurs à carburant solide. Le carburant est déposé sur la paroi interne du réacteur. L'alimentation en comburant se fait par une prise d'air, identique à celle d'un stato-réacteur « classique ». Les stato-fusées sont extrêmement économiques en entretien. Cela entraîne des économies d'argent, de personnel qualifié ainsi qu'une fiabilité accrue après de longues périodes de stockage. Sont aussi parfois nommés stato-fusée des stato-réacteurs dont les prises d'air peuvent être fermées, et où un comburant (généralement de l'oxygène stocké sous forme liquide) peut être injecté. Cela permet au moteur de se comporter comme un stato réacteur en atmosphère, ou en fusée. En 2007, ce type de moteur en est, généralement, au stade expérimental.
Fusée/Stato-réacteur : ce couple de propulseurs est classique pour les missiles Sol-Air, Sol-Mer et Sol-Sol. La fusée donne au stato-réacteur la vitesse qui lui est nécessaire pour fonctionner, puis il est éjecté. À contrario, de nombreux missiles Air-Air, Air-Mer, Air-Sol ne sont propulsés que par un stato-réacteur, la vitesse initiale permettant l'ignition du stato-réacteur étant la vitesse de l'avion tirant le missile.