AIM-54在发射前先由F-14的AWG-9或者APG-71雷达在追踪同时扫描(Track While Scan)模式下标定攻击的目标,发射之后飞弹会先飞到24240公尺的高空(AIM-54C则为30300公尺),以最节省能量的飞行路径达到最大的航程。在飞行途中F-14会持续以扫描同时追踪模式扫描目标,飞弹本身在惯性导引下飞行,并且以半主动雷达导引的模式接收目标的新数据。当距离目标大约23公里的时候,飞弹鼻端的DSQ-26雷达会开始搜索并锁定抓到的目标,这时候F-14就不再需要提供飞弹任何目标数据。