En överljudsmissil är tekniskt sett vilken missil som helst som färdas snabbare än Mach 1, som ett antal kryssningsmissiler gör. Men ibland används termen specifikt för att hänvisa till nästa generations, snabbare missiler med hastigheter på Mach 2 till Mach 3. Dessa missiler, som inkluderar den indiska-ryska BrahMos, den ryska Moskit (Mygga) och den amerikanska Coyote, är populära för planer för krigföring mot fartyg, eftersom deras höga hastighet endast skulle tillåta en teoretisk svarstid på 20-30 sekunder, i motsats till den 120-150 sekunders svarstid som tillåts av subsoniska missiler som amerikanska Tomahawk eller franska Exocet. Supersoniska missiler använder ramjetmotorer, 4X för Moskit och Coyote och 2X för BrahMos.
Genom att använda ramjets för framdrivning är dessa överljudsmissiler också kända som luftandningsmissiler. Ramjets använder snabbt inströmmande luft för att oxidera raketbränsle, vilket eliminerar behovet av en oxidator ombord, vilket möjliggör ett större vikt-nyttolastförhållande och ökar topphastigheten. De saknar också rörliga delar, vilket gör dem mer enkla att massproducera och bekväma för överljudsmissilapplikationer.
Överljudsmissiler tenderar att vara 2-3 gånger tyngre än sina subsoniska motsvarigheter, i närheten av tre ton snarare än bara en. Enligt en Nato-analys är ryska Moskit-missiler bland de största möjliga hoten mot vänliga flottor, som används av arméerna i Ryssland, Kina och förmodligen Iran. Riktad energi och laserbaserade system utvecklas för att skjuta ner dessa överljudsmissiler innan de kan träffa vänliga fartyg.
Många överljudsmissiler är havsskummare som färdas cirka 20 m (66 fot) över vattnet under de 50 – 300 km (31 – 186 miles) till sitt mål. Moskit, som är något äldre, har en räckvidd på 120 km (75 miles) och BrahMos och Coyote (nyare) har en räckvidd på 300 km (186 miles). Överljudsmissiler kan ha kärnvapen, vilket skulle vara förödande för fiendens flottor om de distribueras framgångsrikt. Förekomsten av dessa missiler gör att man ifrågasätter effektiviteten av huvudfartygsparadigmet i moderna flottor.