Головка самонаведення (ГСН), яка відповідає за точність влучення у ціль, є одним з найскладніших елементів крилатої ракети, тому її характеристики тримаються у таємниці. Проте відомо, що «Нептун» оснащується новою комбінованою активною радіолокаційною дводіапазонною ГСН, яка створена компанією «Радіонікс». ГСН має надвисокі кути огляду, здатна побачити та захопити ціль на відстані у 50 км, а також стійка до радіолокаційних завад.
Наведення ракети на ціль складається з двох етапів, на першому, одразу після старту, Р-360 летить під управлінням інерціальної системи, що коригується з даними від супутникової навігації. Фактично ця система є автопілотом, який виводить ракету у район цілі. При цьому політ проходить на малій висоті, щоб ракета залишалпсь непомітною для радарів противника.
А вже за декілька десятків кілометрів до цілі, ракета робить «гірку», піднімаючись на кількасот метрів і вмикає активну головку самонаведення, яка здійснює виявлення та розпізнання цілі, що дає можливість «мізкам» ракети їх класифікувати, обрати необхідну мішень та вирахувати оптимальну траєкторію для її знищення. Після цього ракета знову знижується, продовжуючи політ на надмалій висоті, у лічених метрах від води.
Як тільки ціль з'являється на горизонті, її захоплює активна головка самонаведення. Саме тут і приходить у нагоду надвисока оглядовість головки, яка має максимальні кути відхилення у ±60°, тобто якщо ціль почала активно маневрувати, Р-360 все одно її побачить та полетить до неї. Для порівняння, у американській ГСН AN/DSQ-28, яка використовується у протикорабельній ракеті «Harpoon», максимальний кут відхилення становить ±45°.
Ракета Р-360 має масу 870 кг, маса бойової частини - 150 кг, дальність пуску до 280 км, швидкість польоту біля 900 км/год, висота польоту над гребенем хвиль - від 3 до 10 м. Комплекс забезпечує одночасний пуск до 24 ракет (повний залп 6 пускових установок), з інтервалом пусків у залпі від 3 до 5 сек. Комплекс може знаходитись на відстані до 25 км від берегової лінії, а необхідний час для його розгортання становить до 15 хвилин.
До кінця 2019 року державні випробування комплексу РК-360МЦ мають завершитись.