В зависимости от модификации стартовый вес ракеты несколько отличался. Твердотопливный двигатель обеспечивал дальность стрельбы более 60 км.

С целью повышения точности стрельбы помимо основного, маршевого двигателя в схеме ракеты применены автономные стартовый двигатель и двигатель осевого проворота. Аэродинамическая компоновка выполнена с хвостовым узлом стабилизаторов, обеспечивающим оптимальный запас аэродинамической устойчивости. Для стрельбы на малые дальности в комплект ракеты введены тормозные аэродинамические щиты, устанавливаемые перед пуском.

Основной двигатель имел одну камеру металлосварной конструкции с двумя последовательно расположенными цилиндрическими полузарядами из нитроглицеринового пороха. Для защиты стенок камеры при увеличенном времени горения толстосводного заряда впервые применили напыляемое эмалеподобное теплозащитное покрытие. Для увеличения начальной тяговооруженности при движении по направляющей ПУ вокруг центрального сопла основного двигателя разместили стартовый двигатель с многошашечным зарядом и блоком из 18 сопл. Двигатель проворота с многошашечным зарядом и четырьмя изогнутыми соплами установили впереди основного двигателя внутри корпусного отсека ракеты. Этот двигатель задействовался через пирозамедлитель от концевого включателя, срабатывавшего при сходе ракеты с направляющей. Конструкция разноуровневых направляющих обеспечивала одновременный сход передних и заднего бугелей ракеты для исключения послестартового «кивка». Для уменьшения аэродинамической асимметрии сверху ракеты установили фальшбугели.

ПУ 9П113 для ракеты 9М21 комплекса «Луна-М».

Неуправляемая твердотопливная ракета 9М21 комплекса «Луна-М».

Площадь четырех пластинчатых аэродинамических стабилизаторов была определена из оптимального запаса статической устойчивости: как показали исследования, при его избытке точность могла ухудшиться за счет ухода ракеты «на ветер».

Для повышения точности усовершенствовали систему подготовки метеорологических данных. Датчик измерения температуры заряда вклеили непосредственно в толщу переднего полузаряда топлива. Каждая ракета комплектовалась паспортом характеристик, включающим индивидуальные значения скорости горения и удельного импульса данного заряда топлива.

Для уменьшения разбросов тяги в зависимости от температуры путем регулирования критического сечения в сопло вставлялась одна из трех сменных втулок («груш») различного диаметра. При пусках на минимальные дальности в хвостовой части устанавливались дуговидные тормозные щитки — сопротивление ракеты увеличивалось и ее можно было пускать по более оптимальным для точности траекториям с большим возвышением направляющих.

ПУ 9П113 для ракеты 9М21 комплекса «Луна-М»