В состав оперативно-тактического комплекса 2К6 «Луна» входили: неуправляемые ракеты 3Р9 (с осколочно-фугасной БЧ 3Н15) и 3Р10 (с ядерной БЧ); гусеничная пусковая установка 2П16 (фирменный индекс ЦНИИ-58 — С-123А) на гусеничном шасси «объект 160», выполненном на базе плавающего танка ПТ-76; транспортная машина 2У663 (полуприцеп с тягачом ЗИЛ-157), которая перевозила две запасные ракеты; автокран АК-5Г для перегрузки ракет.

Увеличение дальности до 45 км (по сравнению с предшествующими ракетами) при заданной точности пусков требовало реализации новых технических решений.

В целях достижения удовлетворительной точности для осреднения действия эксцентриситета тяги на начальной (критической) части полета в переходник между камерами основного двигателя установили специальный двигатель проворота с малым временем работы. Периферийные сопла обеих камер сориентировали в сторону центра масс ракеты. Для свободного проворота корпуса ракеты на направляющих ПУ четырехлопастный стабилизатор разместили на невращающемся «обтекателе», установленном на корпусе двигателя на скользящей посадке с фиксацией упорным подшипником.

Для внесения в исходные данные на пуск поправок по скорости горения и удельного импульса в зависимости от температуры заряда между шашками топлива поставили термодатчик. Впервые в тактических комплексах ввели предварительное зондирование атмосферы с использованием шара-зонда и радиотехнической системы.

Разработка заряда для атомной артиллерии завершилась успешно, однако его малогабаритность обеспечивалась дорогой ценой — использованием большого количества специальных материалов. Тем не менее с целью подстраховки с самого начала разработки ракеты «Луна» был проработан вариант с зарядом от «Марса» с дальностью, сниженной до 26 км. Работы по 3Р9 продолжались только применительно к осколочно-фугасной ГЧ.

ПУ комплекса «Луна» с ракетой ЗР10 на боевой позиции.	ПУ комплекса «Луна» с ракетой 3Р10 на заглубленной боевой позиции.

По постановлению ЦК КПСС и СМ СССР от 8 апреля 1959 г. под более тяжелый ядерный заряд на базе двигателя ракеты 3Р9 разработали ракету 3Р10 с надкалиберной ГЧ. Ракеты имели одну и ту же двигательную установку с двумя ярусами сопловых блоков, выполненную в диаметре 415 мм. Ракета 3Р10 имела надкалиберную боевую часть диаметром 540 мм. Максимальная дальность стрельбы составляла: ракетой 3Р9 — 45 км, а ракетой 3Р10 — 32 км.