亞森級核潛艇可以攜帶包括潛射對陸攻擊巡航導彈、潛射超音速反艦巡航導彈、反潛導彈、超空泡導彈、重型魚雷等俄羅斯海軍現役武器庫中的多種導彈。
該級核潛艇除了配備10具533毫米魚雷發射管系統外，還在艇身中部安裝了8座通用裝垂直導彈發射系統，該系統幾乎可以發射目前俄羅斯所有型號的反艦導彈和潛射對陸攻擊巡航導彈。亞森級也可以攜帶24枚花崗岩超音速反艦導彈或32枚寶石超音速巡航導彈，其中，花崗岩射程可達550公里，制導系統採用了人工智能技術，能以高、低兩種彈道方式攻擊敵方水面艦艇，可單枚發射，也可多枚齊射。齊射時，由一枚充當“領彈”的導彈進行高彈道飛行，目的是把敵方目標的信息通過導彈之間的數據鏈傳輸給低空飛行的其他導彈，以保證低空飛行導彈的隱蔽性。如果“領彈”被敵方發射的攔截導彈擊落，另一枚導彈繼續升高擔當“領彈”的角色。當導彈進入敵方目標區後，導彈群自動散開，根據彈體內計算機設置的程序系統進行末段飛行並攻擊目標。
寶石導彈由俄羅斯機器製造科研生產聯合體在花崗岩導彈基礎上研製而來，擁有潛射反艦型和對陸攻擊型，可進行多種平台發射。該導彈有三種飛行彈道方式，高彈道飛行射程為450~500公里、高-低彈道飛行射程為300公里、低彈道飛行射程為120公里，採用了俄羅斯獨有的整體式液體燃料衝壓發動機，實現了固體助推器和衝壓發動機的最佳結合，可確保導彈的全程超音速飛行。
寶石導彈的制導系統保留了花崗岩導彈所採用的人工智能技術。即在導彈系統中編入規避敵方防空火力的參數，可以實現飽和攻擊。當敵方預定目標被擊毀後，已經發射出去的其他導彈會自動選擇攻擊另一目標，不存在兩枚導彈擊中同一目標的可能性。
此外，亞森級核潛艇還裝備了潛射俱樂部-S導彈系統中的3M-54E1亞音速反艦導彈和3M-54E亞超音速反艦導彈。也可以裝備潛射俱樂部-S導彈系統中的3M-14潛射對陸攻擊型導彈，該導彈攜帶常規彈頭時射程超過2500公里，命中精度可達2~3米，被譽為俄羅斯的戰斧巡航導彈。不過，該導彈系統中的3M-14E出口型導彈射程只有300公里。
未來，亞森級核潛艇還計劃裝備最遠射程可達5500公里的X-101/X-102遠程巡航導彈的潛射型。
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