美国空军和海军正在探索和研究一些新的制导弹药概念和技术。这些概念和技术是它们已装备的制导弹药未体现或不具备的，将指导两军种未来一些弹药型号的立项和提高其作战能力。
美空军正在研究的概念之一被称为“双任务空中优势导弹”(Dual-Role Air Dominance Missile，DRADM)，它是一种空-空/空-地双用途导弹，远比美空军已提出的“双射程空-空导弹”概念激进。美空军希望DRADM在空战时的射程超过其现役的AIM-120中距空-空导弹，同时也能与地面目标交战，包括可执行压制/摧毁敌防空(SEAD/DEAD)任务。美国工业界官员们称，美空军最近已请求工业界提供可能满足要求的基本弹体和推进系统设计构想，对此有兴趣的厂商包括雷声公司、波音公司和洛克希德·马丁公司。一名看到过美空军保密的性能目标的官员说，美空军对该导弹提出了高的机动性指标。美空军研究实验室(AFRL)自己也在进行一些早期研究，美空军为此从现在到2010年留出了600万美元的经费。与此同时，美空军还在研究相关的导引头和战斗部/引信技术。
美空军还在研究可使其250磅(113千克)级的小直径制导炸弹(SDB)可能的附带毁伤进一步减小的技术。按美空军授予的合同， 波音公司正领导研制其"聚能毁伤弹药"(focused lethality munition)型，它采用复合材料包装的、采用先进炸药装填技术的战斗部。该弹将首先装备F-15E战斗轰炸机，预计首批购买50枚，2008年之后购买450枚。
美海军也在研究一些新的制导弹药概念，包括空射防区外导弹。波音公司希望该项目能使美海军采购更多的AGM-84H防区外空-地导弹，洛·马公司的AGM-158防区外空-地导弹和雷声公司的AGM-154滑翔式制导炸弹动力改型也被认为是潜在的竞争者。美海军还在探讨进一步改进"战术战斧"海射巡航导弹，例如为其增加末段导引头，使之可自主对付移动目标。
此外，美国国防部已在其联合火力需求清单中提出了一些制导弹药需求，雷声公司利用其快速原型机研制能力很快设计了一种多用途空中待机导弹(Multi-Purpose Loitering Missile，MPLM)，并于2005年12月5日在美海军空中作战中心位于加利福尼亚州的中国湖靶场成功进行了首次试验弹试射。该弹的射程比美海军目前的127毫米舰炮远，长约10英尺(3.05米)的弹体采用复合材料制成。雷声公司表示该弹的弹体布局可能进一步修改，而接下来的几个月的工作重点将是细化系统的指挥和控制需求，整个系统应在18～24个月内完成全面而详尽的定义。
雷声公司还发展了召唤海射待机导弹的作战概念，可在7.5分钟内完成从传感器到射手的攻击过程。在这一概念中待机导弹以控制模式(holding pattern)作战，即弹药发射后先在预定区域待机飞行，前方控制员既可直接召唤这些GPS/INS制导弹药攻击目标，也将先目标的地理空间坐标通过第三方转发，由其他人进行攻击决策。虽然在实际使用待机导弹时可选择是着重发挥其待机飞行时间性能还是航程性能(例如发射后直接攻击目标)，但对该弹的基本要求是：可待机飞行超过6小时后、攻击50千米距离内的目标。为避免因未获召唤而浪费弹药，每个待机导弹在发射前都将预编程一个默认目标。雷声公司为其待机导弹概念确定的成本目标是每枚12.5～15万美元。
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