Ракета Х-27ПС обладала рядом более совершенных агрегатов и систем, чем ее предшественницы Х-25 и Х-23, продолжавшие оставаться в производстве. Естественно, возникло предложение об унификации ракет этого семейства по двигательной установке, планеру, боевой части (БЧ), автопилоту, системам энергоснабжения и другим. Пройдя испытания на МиГ-27, ракеты типового ряда Х-25М (Х-25МР - с радиокомандной системой наведения, Х-25МП - с пассивной радиолокационной ГСН и Х-25МЛ - с лазерной ГСН) в 1981 году были приняты на вооружение.

Новые ракеты, помимо усовершенствованного РДТТ, типа ПРД-276, системы управления ракетой СУР-73 и БЧ типа Ф-27, отличаются от Х-25 улучшенной аэродинамикой, измененной формой и ромбовидным профилем рулей и оперения. Дополнительная БЧ снята, а приемлемая центровка достигнута перекомпоновкой ракеты. Эффективность рулей повышена за счет удлинения корпуса ракеты проставками. Освободившиеся объемы использованы для размещения оборудования и энергосистемы большей емкости, что позволило увеличить дальность пуска (в общем случае дальность зависит от возможности захвата головки самонаведения (ГСН), продолжительности работы РДТТ, емкости баллона (ПАД) и батареи).

При той же лазерной ГСН 24Н1, что и на Х-25, дальность Х-25МЛ (изд.713) при пуске с высоты четырех километров возросла с 7 до 10 км. При этом точность попадания (круговое вероятное отклонение) равна 6 метрам, или 0,06% от дальности, и зависит от расстояния и мастерства пилота в подсветке цели.

Авиационная тактическая ракета Х-25МЛ предназначена для поражения малоразмерных подвижных и неподвижных наземных (надводных) целей: РЛС и пусковых установок комплексов ЗУР, самолетов на открытых стоянках и в легких укрытиях, легких мостов и переправ, малотоннажных судов, железнодорожных эшелонов и других целей.

Ракета Х-25МЛ выполнена по аэродинамической схеме "утка" с Х-образным расположением крыла и рулей. Двухрежимный двигатель ПРД-276 на смесевом топливе разработан в ОКБ-81 под руководством И.И.Картукова. Фугасная боевая часть Ф-27 размещается в носовой части планера за РГСН и в хвостовом отсеке за двигательной установкой.

Наведение ракеты Х-25МЛ на цель проводится по методу пропорционального сближения. Параметром управления является угловая скорость изменения направления линии визирования цели. Сигнал управления формируется на выходе следящего лазерного координатора цели, имеющего угол поля зрения - 2^°, максимальный угол пеленга цели - 30^°. Система управления также стабилизирует ракету по тангажу, курсу и крену.

Подсветка атакуемой цели может осуществляться бортовой или наземной станцией целеуказания. Для обеспечения подсветки цели и удержания на ней лазерного луча с необходимой точностью, была создана станция подсвета и дальнометрирования "Клен-ПС", а также две модификации лазерно-телевизионной прицельной системы "Кайра" и "Кайра-К". В конструкциях станции подсвета и ГСН реализованы технические решения, исключающие влияние лазерного излучения от других самолётов в группе. В задачу летчика входит только обнаружение и маркирование поражаемого объекта на ТВ-индикаторе. Точное удержание луча подсвета на цели обеспечивается автоматической следящей системой. Комплекс оптико-электронных приборов из станции подсвета и ГСН обеспечивает наведение ракет с ошибкой 5-7 м на предельных дальностях стрельбы. На конечном участке траектории ракета делает "горку".

По своим основным летно-тактическим характеристикам ракета Х-25МЛ сопоставима с американской ракетой АGМ-65Е Maverick аналогичного назначения. Для транспортировки и хранения ракеты используется специальный контейнер.

На международной выставке МАКС-99 в Жуковском ГНПЦ "Стрела-Звезда" предлагал мероприятия по модернизации ракет семейства Х-25М. С этой целью был разработан ряд модульных многоцелевых ракет малой дальности класса "воздух-земля" с различными головками самонаведения: Х-25МЛ с лазерной ГСН; Х-25МТ с телевизионной ГСН; Х-25МТП с тепловизионной ГСН; Х-25МА с активной радиолокационной ГСН. Модернизированная ракета Х-25МЛ имеет в четыре раза большую дальность стрельбы (до 40 км) по сравнению с базовой моделью и предназначена для поражения малоразмерных подвижных и неподвижных целей.