多弹头导弹，是在单弹头导弹基础上演化而来的新型导弹，装有两个或两个以上子弹头的导弹弹头。多弹头导弹一般由母弹头舱、子弹头、释放机构和推进、制导等装置组成。按弹头有无制导装置分，有
集束式多弹头、
分导式多弹头、
全导式多弹头和
机动式多弹头。多弹头可提高弹头的突防能力和摧毁目标的能力。
装有两个或两个以上子弹头的导弹。多弹头导弹多为
弹道导弹，能同时攻击不同目标或集中攻击同一目标，打击能力强，突防概率高。多弹头导弹主要有
集束式多弹头导弹、分导式多弹头导弹和机动式多弹头导弹。弹头由子弹头和母舱组成，母舱用于安装子弹头，由
整流罩、子弹头释放机构等组成，有的还装有推进系统、控制系统、突防装置、电源系统等。20世纪60年代中期和70年代初，美、苏两国先后装备了集束式多弹头导弹，主要有苏联的SS-9和美国的“北极星”A3。70年代后出现分导式多弹头导弹，如俄罗斯的
SS-17、
SS-18、
SS-19、
SS-24“解剖刀”导弹和美国的“
民兵Ⅲ”导弹等。80年代初，弹头末制导技术取得突破性进展。1983年底，美国开始在联邦德国部署装有雷达区域相关末制导的“潘兴Ⅱ”战术弹道导弹。1997年底，俄罗斯正式列装“
白杨-M”导弹。该导弹具有很强的机动飞行能力、导弹突防能力和硬目标打击能力。进入21世纪，受美国加快建立
导弹防御系统的影响，多弹头导弹的发展更加受到关注。
鉴于上述考虑，加上60年代初期以来美苏双方都加强了反导战略防范措施，使导弹突防越来越难。于是，人们开始考虑发展作战效能高、又能突防的多弹头导弹。20多年来，多弹头导弹的发展相当迅速，已发展了三代，新研制的
战略导弹大都采用这类弹头。20多年来，分导式多弹头共发展了三代：
1964～1965年首次出现，主要型号为美国的“北极星A-3”潜射弹道导弹和苏联的SS-9Ⅳ地地弹道导弹。前者弹头威力为3×20万吨，射程4600公里；后者弹头威力为3×500万吨梯恩梯当量，射程12000公里；命中精度分别为1500米和1000米。所谓集束式多弹头，实际上和我们熟悉的
集束手榴弹、
子母炸弹等差不多，不管是子弹头还是母弹头，都没有制导，也不能机动，作用就是将单弹化零为整，在不同时间、不同高度向同一目标区投掷一个个子弹头，以期顺利突防，免遭对方拦截或干扰，最后给敌城市等面状目标造成最大损失和毁伤。
1970年首次装备，主要型号为美国的“民兵”ⅢMK12型地地导弹和“海神”C3型
潜地导弹。前者导弹威力为3×17万吨TNT当量，射程为11000公里；后者导弹威力为10×5万吨，射程为4600公里；命中精度分别为185米和560米。分导弹头数量最多的是美国的“
三叉戟”Ⅱ型D-5潜地导弹和苏联的
SS-N-20潜地导弹，前者为14个，后者为12个，射程分别为11000公里和8300公里，命中精度分别为120～210米和500～600米。分导式多弹头和集束式多弹头的主要区别是：母弹头有动力、有制导，可以在不同高度，以不同弹道向不同目标发射子弹头，因而具有一定的机动发射能力；携载子弹头数量多，分布空域大，子弹头之间可以60～90公里以上的间距对目标实施攻击，因而突防能力较强。
如今还处于研制之中。分导式多弹头虽然解决了母弹头的机动和制导问题，子弹头仍不能机动，也不能制导，只能按惯性弹道飞向目标，这样命中精度和突伤能力就较差。机动式弹头的重点就是解决子弹头的机动和制导问题。子弹头机动的方案有四个：一是通过改变飞行弹道来实施机动，如在弹头装有顶帽、弹尾装有稳定装置或翼面，来调整子弹头的飞行弹道，实验证明：可在20～30秒内使弹头机动距离达556公里；二是通过加速滑翔弹头来实施机动；三是通过在子弹头上加装小发动机来使之加速突防；四是通过增高再入弹道倾角来缩短大气层中的飞行时间，以增强突防能力。解决子弹头制导问题主要是在子弹头上加装末寻的装置，自己能辨识和发现目标，进而控制弹头进行机动攻击。