AIM-9 导弹系列诞生于 50 年代中期，发展到 L/M 已经是第三代。尽管气动外形仍和早期 AIM-9 相似，但性能却不可同日而语。早期 AIM-9 只能跟踪发动机尾喷口的红外信号，要求飞行员将机头指向敌机尾部才能发射，并且发射时过载也有严格限制。而 L/M 型则可以实施“全向”攻击——当然，实际上还做不到“全向”发射，在目标机头左右各 15 度范围内仍然是发射死区，但已经远远优于它的前辈了。并且其制导头可以随动于雷达，雷达锁定目标的同时，导弹的制导头也已经锁定目标了。
需要说明的是，AIM-9L 原来是海军的项目，后来空军为了减小风险，缩减开支而决定与海军联合研制，从而放弃了自己的 AIM-82 项目。
AIM-9M 及其在 F-15 上的挂载方式
尽管 AIM-9L/M 性能良好，但和俄国的 P-73 导弹相比，仍然有一定差距。这是世界头号空军大国所不能接受的。当年和英国分工合作，美国研制中距导弹 AIM-120，英国研制近距导弹 AIM-132。现在 AIM-120 已经服役，AIM-132 却遥遥无期。为了赶上甚至超过 P-73，美国人决定继续改进 AIM-9 系列，生产一种全新的格斗导弹应急，这就是 AIM-9X。实际性能美国人尚未公布，但从 AIM-9X 的宣传录像上看，其发射后转向 180 度攻击的能力给人以极大的震撼。超过 P-73 也许并不只是一句口号。
力求赶超 R-73 的 AIM-9X
AIM-7 系列同样诞生于 50 年代中，采用半主动雷达制导，用于超视距攻击。越南战争中，由于客观条件限制（政治因素、敌我识别问题、气候适应性等），AIM-7 系列导弹并未发挥多大作用。但超视距作战的序幕已经拉开，作为未来主力制空战斗机的 F-15 选择了第三代“麻雀”即 AIM-7F 作为超视距主战武器，配合 APG-63 雷达，争取“先敌攻击”的优势。后来 AIM-7F 内部电路进行了改进，型号改为 AIM-7M，F-15 随之换装。
AIM-7M 半主动雷达制导导弹
AIM-120 源自“先进中距空空导弹”（AMRAAM）计划，定型后改称 AIM-120。这是一种全新概念的中距导弹，由于采用主动雷达制导，使得 AIM-120 的载机不必象制导 AIM-7 那样始终保持跟踪目标，而是在导弹进入自导段以后就可以脱离规避，从而大大减小了载机的风险。在和挂载半主动雷达制导导弹的对手进行超视距对抗时，挂载 AIM-120 的 F-15 将具有明显优势。
在 F-15I 翼下并排挂载的 AIM-120 和“怪蛇”IV 导弹
F-15 从 1974 年 11 月开始装备美国空军，服役至今近 30 年，发展了众多改型。其中有些装备部队成为主力机型，有些则是昙花一现，甚至没有脱离制图板就夭折了。下面我们来看看这个庞大的“鹰”的家族。
单座制空战斗型。装备 F100-PW-100 发动机和 AN/APG-63 雷达。1972 年 7 月 27 日首飞。平安度过试飞、评估期之后，于 1974 年 11 月交付使用。到停产时为止，F-15A 共计生产 385 架，装备美国空军 366 架（机尾号从“73-”到“77-”），出口以色列 42 架（其中 24 架原属美国空军）。
1982 年 1 月，驻兰利空军基地的第 48 战斗截击机中队开始换装 F-15A，淘汰陈旧过时的 “三角标枪”，成为第一个换装 F-15 的防空中队。
90 年代中期以后，F-15A 开始从一线部队退役，转给空中国民警卫队（ANG）。有 6 个州的 ANG 装备有 F-15A，包括：俄勒冈州、密苏里州、乔治亚州、路易斯安那州、夏威夷州和马萨诸塞州。包括 F-15B 在内，两型机共装备了 7 个空军联队和 6 个 ANG 中队，以色列空军也装备了 1 个空军中队。
第 1 战术战斗机联队装备的 F-15A
A 型的双座教练型，初称 TF-15A，后改称 F-15B。结构重量增加 363 公斤，具有 F-15A 的全部作战能力，但没有装备 A 型的 AN/ALQ-135 电子干扰设备。外观上的主要区别就是增加了一个后座教员席。后座教员具有全部操纵能力，视界良好，可以在飞行包线内完成任何动作，包括起飞和着陆。产量 60 架其中 7 架出口以色列。
1973 年 6 月 7 日首飞。1974 年 11 月第一架 F-15B 生产型交付驻亚利桑那州卢克空军基地的第 58 战术训练联队，飞行员将在那里完成单、双座型的训练。由于 B 型主要用于训练，因此后座事实上没有能力控制用于作战的航电系统和武器装备。
停机坪上的 F-15B。由于外观差别很小，只能借助机尾号 76-141 和其它双座型相区别
F-15A/B 的寿命中期改进计划。90 年代开始实施。主要目标是将 F-15A/B 升级到 F-15C/D 的标准，包括更换 AN/APG-70 雷达、换装新的航电设备、用新的数字式计算机取代老式的模拟式计算机等。
在 A 型基础上改进的单座制空战斗型。内部载油量增加 1,116 公斤，采用改进型 APG-63 雷达，可在进气道两侧加装保形油箱——除了可以装载 2,211 公斤 JP-4 燃油外，也可换装侦察传感器、雷达探测和干扰设备、激光标定装置、微光电视设备、侦察照相机等设备。最初期型仍采用 F100-PW-100 发动机，后来大部分均改用 F100-PW-220。最大起飞重量有所增加。在外观上，C 型和 A 型区别甚微，只有机尾号可供识别：C 型的机尾号是从“78-”到“86-”。产量 488 架，出口以色列 24 架，沙特阿拉伯 75 架。
1979 年 9 月 F-15C/D 中队首次被部署到海外——日本冲绳嘉手纳空军基地，该中队装备的正是刚刚交付的第一批 28 架F-15C 和 5 架 F-15D。
到目前为止，F-15C 仍然是美国空军主力制空战斗机，装备数量约 300 架，分别部署在弗吉尼亚州兰利空军基地、佛罗里达州埃格林空军基地、爱达荷州茅汀霍姆空军基地、阿拉斯加州埃利门多佛空军基地、佛罗里达州泰都空军基地、内华达州内利斯空军基地、德国斯邦达赫姆空军基地、英国莱肯黑斯空军基地以及日本冲绳嘉手纳空军基地。包括 D 型在内，共计装备空军 9 个联队，以色列空军装备 1 个中队。