响尾蛇在设计上借鉴了 德国二战中研制的Enzian 导弹设计上的一些独到之处,但是更多的还是革新,这些革新最终显著地提高了它的性能。首先,它的导引头结构酷似人眼的结构:使用一个矩形透镜(这个透镜的横截面应该是抛物面形状,类似于放大镜)替代了 Enzian 导弹控制系统中原有的“操舵”镜,前者被安装在响尾蛇导弹的头部,其对角线交点被垂直固定在导弹轴线上,透镜可以围绕这个圆心水平转动。红外线感应器则被安装在透镜的后方。当透镜平面的长轴、导弹的中轴线还有从目标通过镜片折射到红外线感应器的红外线处于一个平面时,目标发射的红外线就可能被红外线感应器感知(当然早期响尾蛇红外线感应器视界很窄,导致目标离开导弹轴线不能很远,远了就不行了)。因此透镜折射目标热辐射到达红外线感应器的连线和导弹中轴线之间夹角可以引导导弹飞向目标所在大致方向。
响尾蛇探测到的目标偏离导弹轴线的角度大小取决于目标热辐射到达透镜时,其折射点距离透镜边缘有多远。如果目标距离透镜固定轴(就是透镜的对角线交点)很远,被红外线感应器捕捉到的目标红外辐射肯定是通过接近透镜边缘的区域折射来的,反之会落在透镜中央。由于透镜以固定角速度围绕导弹中轴作自旋,所以当目标发出红外线落在透镜边缘的时候,角速度一定的情况下,透镜边缘自旋的线速度肯定会很快,反之红外线折射点处于镜子中央的时候,线速度会很慢。目标离轴角度可以根据透镜上折射红外线持续时间长短被估算出来(目标离轴越远,折射红外线在透镜上留存时间越短;反之则越长)。