概述
O级巡航式导弹核潜艇的主要使命是攻击美国的航母编队；保护苏联的弹道导弹核潜艇；使敌方攻击型核潜艇难以接近苏联海军的舰队和基地；攻击敌方的大型集装箱运输船、超级油轮、运兵船以及其它有高价值的军辅船和民用船舶。
O级潜艇共建2型。O-I型只建2艘，自第3艘艇起艇身加长11米，排水量增加900吨。因此，第3艘艇以后称O-II型。
O-I型的2艘潜艇已于1996年全部退役。O-II型是目前俄罗斯海军唯一一级巡航式导弹核潜艇。
主要特点
O-II型是当今世界上吨位最大、武备最强的非弹道导弹核潜艇，代表着俄罗斯巡航式导弹核潜艇的最高水平。
特殊的壳体
在已建造的O级潜艇中，有的采用屈服强度与HY-130钢相当的材料制造壳体，有的则采用钛材制造。
O级采用了双壳体结构，艇体宽大，耐压壳体与非耐压壳体之间的两舷各约有3米的距离。西方国家曾认为，其双层壳体至少需3枚MK-46型鱼雷才能击穿。
从外形来看，O级核潜艇酷似水滴形，长宽比近似于8.但该级艇的艉部结构与西方的水滴型有所不同。它有两个锥形艉，两部螺旋桨轴分别从两个锥形艉中斜向伸出。另外，该级艇的指挥台围壳也较高大，舵鳍上有一与D-Ⅳ弹道导弹核潜艇相同的管状结构，用于收放拖曳声纳阵列。
排水量大
O-II型水下排水量达18300吨，与美国俄亥俄级弹道导弹核潜艇大体相当，仅次于俄罗斯台风级弹道导弹核潜艇。
设计如此之大排水量的主要原因：一是装备较多的武器以提高攻防能力，可执行多种任务；二是提高独立作战能力；三是俄罗斯传统作法，采用双壳体结构。
装备武器多，威力强
艇上主要攻击武器是24枚SS-N-19远程反舰导弹。另外，艇艏部还装4具533毫米和2具650毫米鱼雷发射管。有报导说，O级潜艇最多时装24枚SS-N-19远程反舰导弹、12枚53型鱼雷、12枚65型鱼雷、16枚SS-N-15中程反潜导弹和16枚SS-N-16远程反潜导弹，总计装载各种武器达80件。
应用新技术，隐身性好
O级潜艇应用了俄罗斯于20世纪80年代获取的某些重大技术，在安静性、安全性方面取得长足进步。
西方认为，O级潜艇的壳体特殊，在两层壳体之间有厚度相当大的水，使声波的传输增加了四个界面，增大了折射和散射损失，声能量被衰减，大大减少了本艇自噪声向外界传播，因此使潜艇很安静，用被动式声纳浮标很难探测。
采用新的导弹发射装置
O级潜艇每舷侧以40-前倾角布置12具SS-N-19巡航式导弹发射筒，两侧共24具，可在水下发射。围壳根部两侧各有6个长6.5米、宽2米的铰链式发射筒外舱口盖。这是俄罗斯潜艇首次采用倾斜式导弹发射装置。
主要技术要素
艇长：154米，最大宽度：18.2米，吃水：9.2米；水面排水量：13900吨，水下排水量：18300吨；水上最大航速：12节，水下最大航速：28节；工作下潜深度：420米，极限下潜深度：500米；自给力：120天；人员编制：130人。
核动力装置：OK-650B型压水反应堆，功率380兆瓦，两台齿轮传动式汽轮主机组，双轴，双桨，19.8万马力，两台自主式轮机发电机，6400千瓦。
武器装备：24枚SS-N-19巡航导弹，导弹射程550公里；战斗部威力750公斤高爆炸药，也可换装50万吨TNT当量的核弹头。
除巡航导弹外，O级核潜艇还装备4具533毫米和4具650毫米的鱼雷发射管，用于发射533毫米和650毫米的鱼雷及SS-N-15和SS-N-16反潜导弹。