由战斗部、推进部和稳定装置组成。战斗部由弹体、毒剂或毒剂前体、爆管和引信等组成；推进部由推进剂、点火系统、燃烧室和喷管等组成；稳定装置主要有两种形式：一种是靠尾翼稳定；另一种是靠火箭旋转稳定，旋转力由斜喷管在喷射时产生切向推动力提供，又称涡轮式化学火箭弹。化学火箭弹采用火箭发射架或火箭发射管发射，有数十个发射导管的发射装置，每台一次可将大量的化学火箭弹发射出去。可根据作战需要，采用触发爆炸或空中爆炸，将毒剂分散成气态、气溶胶或液滴等战斗状态，造成空气、地面和物体染毒。用化学火箭弹实施化学袭击，可在十几秒至几十秒内，在较大区域造成杀伤有生力量的毒害浓度，易达到突然、集中、大面积的化学袭击效果。美军和苏军均制造了各种型号的化学火箭弹。如苏军MC-122毫米火箭弹，用M-21型40管火箭炮发射，一个火箭炮连在15秒钟内能发射320枚沙林火箭弹，释放毒剂1216千克，在60秒内造成24～27万平方米的杀伤面积。