目前至少有三种型号的 AIM-120 导弹在军中服役：
AIM-120A 型导弹是最早投入生产的型号，AIM-120B 型为可重编程型导弹，二者外观上没有太大差别，目前已经全部停产。而 AIM-120C 型导弹则系“小翼面”型号——它的前后翼面面积都被缩小 来减少占用空间，这样一来就可以放进 F-22“猛禽”战斗机的内部弹仓里。AIM-120C 型导弹是 AIM-120 系列的主弹种，于 1996 年开始交付部队，之前的 B 型于 1994 年开始装备部队，到 1996 年停止生产。
F-18 演示极限挂载 AIM-120，尽管实战意义不大
美国空军博物馆展出的 AIM-120A
正在维护中的 AIM-120B
AIM-120C 型导弹其下又衍生出很多子型号，每种型号都有改进优化：AIM-120C-6 型改进了导弹引战系统；AIM-120C-7 型于 1998 年开始研制，主要是为了提高了有效射程，该型导弹于 2003 年成功进行了发射试验，目前已经装备美国三军和国外客户。美国海军在 F-14 战斗机和 AIM-54“不死鸟”导弹退役后，决定使用 F/A-18E/F“超级大黄蜂”和 AIM-120C-7 型导弹来填补前两者留下的空白，尽管 AIM-120C-7 的射程仍不能和 AIM-54 同日而语。
AIM-120C-5
AIM-120D 型导弹是 AMRAAM 导弹家族中一个重要改型——几乎在导弹的所有方面都有了很大提高：导弹的有效射程在 AIM-120C-7 型基础上提高了超过 50%；改进了导引头；导弹的不可逃逸区有了增大。在 2008 年 8 月 5 日的，雷声公司宣布在白沙导弹试验场，一架 F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机使用 AIM-120D 型导弹成功击落了一架 QF-4 靶机。
2008 年 8 月 5 日由一架 F-18F 试射的 AIM-120D
目前雷声公司正在研制新一代空空导弹——FMRAAM（未来中距空空导弹项目），它实际上是在现有 AMRAAM 导弹的冲压发动机动力型。但是目前这个项目的前途尚不明朗：其潜在客户英国国防部已经选定了“流星”空空导弹作为欧洲自研的“台风”战斗机的标准配备。此外雷声公司还计划和美国国防部下属的导弹防御机构（the Missile Defence Agency）共同努力，以 AIM-120 导弹为蓝本开发“以网络为中心的防空单元”（NCADE）——这是一个弹道导弹防御系统下的子项目。大体思路是在 AIM-120 导弹基础上，换装 AIM-9X 导弹的高灵敏度红外成像导引头、新型冲压发动机、近炸引信、动能战斗部来拦截并击落类似于美国海军装备的 RIM-161“标准”导弹大小的短程弹道导弹，成为美国战区导弹防御系统的一个组成部分。
FMRAAM 已经输给流星，无疾而终
NCADE 剖面图
从目前态势看，AMRAAM 导弹仍将在美国三军中服役到至少 2020 年前后。按照既定计划，到那时新一代“联合多重角色空中优势导弹”（JDRADM）将开始服役。目前 AIM-120 系列中的 A/B 型号的服役周期接近结束了，而最新型 D 型则正处于全速生产阶段。
JDRADM 将具有打击地面目标的能力
雷声公司不但开发了空射型 AMRAAM 导弹，还成功地把它移植到了 M1907“悍马”吉普车上，形成了五联装地空导弹发射车。这就是后来被称为 SLAMRAAM 的地空导弹系统。与空射型号相比，地空型号的初始段也采用雷达半主动制导，不同的是由于处于静止的发射车上发射，导弹的射程比空射型号短。目前雷声公司正向市场推销 SL-AMRAAM EX 型导弹，它是 SLAMRAAM 的增程型号，估计未来 SLAMRAAM 将发展成类似于“海麻雀”的中短程点防空导弹系统。
此外挪威冰山防务系统公司也在 AMRAAM 基础上研发了类似的新型地空导弹系统（NASAMS）——由多辆机动性导弹发射车构成，每车装载 6 枚导弹，每辆车都有各自独立的雷达和导弹跟踪控制系统。
NASAMS
尽管目前美国陆军对于是否装备 SLAMRAAM 系统十分谨慎，仍处于评估阶段，有些国家却已经捷足先登——埃及、阿联酋已经采购了这一系统，包括 288 枚 AMRAAM C-7 型导弹。
海湾战争中，AMRAAM 导弹被送往前线进行测试，当时部分美军 F-15 战斗机配备了该型导弹，但是没有发射记录。AMRAAM 导弹首次投入实战是在 1992 年 12 月 27 日，美国空军的 F-16D 战斗机发射 AMRAAM 导弹击落了一架伊拉克 MIG-25 战斗机，当时后者进入了伊拉克南部禁飞区。差不多一个月后另一架美军 F-16C 战斗机也发射 AMRAAM 导弹击落了一架伊拉克 MIG-23 战斗机。
AMRAAM 导弹的第三个战果出在 1994 年的波黑战场上，当时美国空军的 F-16C 战斗机（又是 F-16）发射该型导弹击落了一架闯入联合国规定禁飞区的塞尔维亚的 J-21 攻击/教练机。在那次空战中，塞尔维亚一口气损失了 4 架 J-21 攻击/教练机，其他三架都是被 F-16 发射的 AIM-9“响尾蛇”导弹击落的。整个上世纪九十年代前五年，AMRAAM 导弹三次参战三发三中，表现出较好的战场适应性，而三次战果竟然都是由挂载了 AMRAAM 导弹的 F-16 轻型战斗机获得的，不但说明导弹本身的性能相当不错，也说明 F-16 战斗机携带 AMRAAM 导弹出击表现出很高的任务灵活性和弹性，而不用非要出动相对成本高昂的 F-15 战斗机。为此 AMRAAM 导弹赢得了一个绰号——“地狱（SLAMMER）”。
1998 年～1999 年，世界形势格外紧张，伊拉克飞机开始频繁闯入禁飞区，为此多国部队空中力量加强了禁飞区的空中巡逻，其中美军 的F-15 战斗机曾经对伊拉克飞机发射过 AMRAAM 导弹，但是这次不知道为什么导弹失的了。海湾地区的局势还不算最坏，真正的热点在万里之外的巴尔干半岛上，科索沃地区已经是战云密布。1999 年春季，伴随着巡航导弹攻击南联盟首府贝尔格莱德的滚滚炮声，代号为“联盟力量”的北约空中打击行动正式开始，在这次空中打击行动中，弱小的南联盟空军没有半点退缩（一如 60 年前他们的前辈英勇抗击纳粹德国空军那般），但也付出了沉痛的损失——6 架 MIG-29 战斗机被北约空中力量击落（其中 4 架被美军 F-15C 战斗机击落，1 架被美军 F-16C 战斗机击落，1 架被荷兰空军的 F-16A MLU 战斗机击落），所有这些战果都是被 AMRAAM 导弹击落的。值得一提的是有记录显示，被美军 F-16C 击落的那个战果很可能是被南联盟防空部队的 SA-6 地空导弹误击导致的。