Le Matra Super R530, fabriqué depuis 1971, est en fait un Matra R530 dont les performances (portée, altitude) ont été améliorées pour lui permettre d'équiper les intercepteurs français de la nouvelle génération. La mise en service du Super R350F date de 1980.
Il est doté d'une tête à radar semi-actif EMD Super AD26, d'un pilote automatique Matra et d'un système de navigation proportionnelle adaptée au radar Cyrano IV du Mirage F. 1 Dassault-Breguet. Il peut attaquer des objectifs évoluant 9 000 m plus haut ou plus bas que l'appareil lanceur. Le Super R530D a été amélioré par l'adjonction d'une tête modifiée compatible avec les radars RDI/RDM des Mirage 2000.
La propulsion est assurée par un moteurfusée Thomson-Brandt Angèle utilisant un carburant solide à deux composants, qui permet d'obtenir une poussée spécifique bien supérieure à celle des modèles précédents. Le guidage et la stabilisation sont assurés par quatre ailettes cruciformes montées en queue et par quatre surfaces allongées qui partent de la moitié du fuselage.
Fabriqué en acier plein ou alvéolé et doté d'un radôme en céramique haute résistance, l'engin peut encaisser des vitesses de Mach 4,6 et des accélérations de 6 G à une altitude pouvant atteindre 25 000 m. A moins de 17 000 m, le missile peut supporter jusqu'à 20 G en phase d'interception. Environ 2 390 Super R350 ont été furent produit.