M51导弹由法、英等国合资的欧洲EADS公司制造，射程6000-10000千米，弹长13米，弹径2.35米，发射重量48～50吨，比M45型潜射导弹重近50%，采用惯性制导方式，动力装置为3台固体发动机：采用TN75热核弹头，爆炸当量为6×10万吨。该弹主要具备以下性能特点。 法国一直采取有限的核力量发展战略，主要以敌方大城市为战略打击目标。 增大射程一直是法国潜射弹道导弹不懈追求的目标，因为法国战略核潜艇一直将前苏联/俄罗斯的反潜力量视为最大的威胁。由于法国采取有限的核力量发展战略，因此其为数不多的核武器主要以敌国大城市为主要打击目标。但是，最初的法国H1型潜射导弹的射程只有2000多千米，为了将莫斯科时刻覆盖在导弹射程范围内，而且躲开俄罗斯海军在巴伦支海的重点反潜设防区，法海军核潜艇就必须在本国的反潜和海上警卫区以外的北海和挪威海巡逻，这使得巡逻成本和面临的威胁都非常大。而装备3000多千米的M2导弹后，潜艇就能在地中海、甚至东北大西洋，在以布列塔尼为基地的反潜战力量保护下进行巡逻了。而射程近6000千米的H4导弹服役后，法国潜战导弹具备了更大的灵活性，使其能从格陵兰-冰岛-英国的通道外打击莫斯科。
而射程6000～11000千米的H51不仅使法国核潜艇可以在更大的区域内巡逻，保持对传统目标的覆盖，而且还可以打到以往无能为力的新的目标区，从而可从容地应对新的国际环境下出现的突如其来的威胁。因此可以说，法国H5导弹的战术、技术指标是针对法国地缘政治固有的条件而提出的，它也成为法国实现其新战略需求的海基打击力量的基础。 20世纪80年代，法国针对前苏联和美国的反导系统的发展，对自己的核武器系统进行了重点改进。而进入新世纪以后，全球范围内兴起的反导热潮再次成为了法国改进其导弹突防系统的重要动因。2002年6月8日，希拉克总统在巴黎高等国防学院发表的题为“战略变化、危机永存”的讲话中提到，“研究让法国军队具备抵制导弹的防御能力，提出与此相关的计划，目的在于消除已出现的新危险”。因此从M4潜射导弹开始，法国就将突破弹道导弹防御系统的能力作为战略导弹设计的重要指标。一是采用了技术更先进的诱饵技术。法国从1980年部署的二代中程弹道导弹S-3开始使用诱饵假弹头，该导弹设计有一个以诱饵为主的突防系统。潜射的M20和M4导弹也带有诱饵，H5系列潜射弹道导弹的诱饵突防系统则更加成熟。在1987-1991年的五年国防计划中，为M5导弹设计了12个弹头，而且在导弹能力上完全可以实现这一指标，但核导弹在实际设计中只有6枚弹头。 虽然M51导弹采用的TN75弹头比原计划使用的TN76弹头要重、体积要大，但母舱仍有较大富余载荷，这些载荷可用于安装更复杂的突防诱饵和干扰装置。同时，M51导弹的新型弹头采用降低雷达反射面积的外形设计，外表涂敷新型吸波涂料，这使其雷达反射面积大幅度减小。
针对未来可能出现的飞行主动段激光拦截技术，M51导弹采用了抗激光加固技术。导弹在飞行中采用自旋稳定方式，一方面旋转的弹体使打击的激光能量可以分散到弹体表面更大的面积上，另一方面，外表的涂层具有较强的反射激光特性，这使其具有一定的抗激光打击能力，不但可以抵御来自空间激光器的打击，而且可以抗击美国的机载激光武器（ABL）。 从M4导弹开始，法国潜射导弹都采用了多弹头共体设计。这在增强法国核力量规模的同时，也增强了法国导弹对反导系统的饱和攻击能力。法国的多弹头设计与美苏有明显不同，其没有经过集束式多弹头阶段，就跨越到了分导式多弹头阶段。所谓集束式多弹头就是多个子弹头抛撒后，不再调整飞行轨迹，按照抛撒时的弹道飞向目标区。而分导式多弹头则是在抛撒后，独立制导，各自飞向不同的单个目标。这一跨越可以说既是法国长期导弹载荷技术积累的成果，也使法国导弹技术很快地赶上了美苏，成为当时世界上第三个掌握了多弹头分导技术的国家。
M51导弹上的6个当量为150千吨的子弹头安装在被称为CPE母舱中，在第三级火箭分离后，6个子弹头沿着母舱弹道在不同的轨道点释放。为确保弹头的打击精度，母舱的机动受制导计算机的控制。在到达预定点和调整到恰当姿态后。计算机发出指令，引爆爆炸螺栓将母舱开锁，弹出一个子弹头，6个弹头间隔一定时间释放。这样，既能使弹头打击更大范围内的目标，还能使各子弹头的弹道更加分散，这对躲避以区域杀伤为特点的核爆拦截尤为有效。
6个子弹头的最大分布范围为长350千米、宽150千米的长方形区域。也就是说，一枚弹道导弹可以完成对该区域内的多个城市和军事基地的打击。
此外，有报道称，H51上的6个子弹头还可以在分离后的飞行走廊上引爆其中的1枚或多枚经过专门设计的电磁脉冲核爆弹头，从而破坏敌方在攻击通道上的地面电子战系统，使敌方的反导预警、指挥、控制、通信等系统瘫痪。而己方弹头由于经过专门的抗核电磁脉冲加固，可以利用该通道突破反导防线。 虽然法国拒绝对不首先使用核武器作出承诺，但仍然奉行“逐步反应”的核作战原则。由于其将潜射核导弹等战略核武器作为战争的最后手段，因此其想定的潜射核导弹的使用条件是恶劣的核战争环境，这迫使其在导弹系统设计中充分考虑了潜射系统的抗核打击能力。
M51导弹延用了M45导弹的深水发射技术，发射深度达40米。发射系统使用快速双数据处理系统，能以极高的速度完成潜射导弹点火测试、监视和点火控制。这种发射方式一方面尽可能地减少了潜艇的浅水暴露时间，另一方面缩短了最脆弱的导弹水下发射过程，无疑使整个系统的生存能力得以提高。据报道，H51不但继承了这一发射方式，而且利用海洋卫星技术和远洋通信技术加强了法国本土核作战指挥部对深海核武器系统的控制，使其在提高生存能力的同时，具备较高的指挥可靠性。 针对未来可能出现的激光拦截技术，M5导弹针对太空天基激光武器进行了加固。科学家研究证实，激光武器对导弹的攻击有两种情况可击落导弹：一是由于燃料箱被击穿或燃料被加热，而发生爆炸：二是激光熔穿部分对导弹造成结构性破坏，例如玻璃纤维类材料外壳的固体燃料导弹的外壳承担了部分结构应力，因此在结构部分损坏的情况下，导弹的纵向加速度可使火箭一折两段。
为了抗击激光照射，H5导弹在飞行中采用自旋稳定飞行和附加涂层的方式。一方面，旋转的弹体使照射的激光能量可以分散到弹体表面更大的面积上从而削弱其作用。另一方面，外表的涂层具有较强的反射激光特性。这使其具有一定的抗激光打击能力，不但可以抵御来自太空天基激光器的打击，而且可以抗击美国在弹道导弹防御计划中发展的机载激光武器（ABL）。此外，导弹内部系统还采用了先进的抗核加固技术：一是对重要系统进行了封闭和屏蔽，二是对重要电器元部件进行了应力筛选。这使其可以在核爆炸产生的射线和电磁脉冲环境下正常工作。 法国拥有的核武器小型化技术，为M51导弹的多弹头设计和远程化奠定了基础。与同样装备6枚TN75核弹头的M45导弹相比，M51导弹具备携载12子弹头的能力。未来法国将在每枚M51导弹上配备12颗TNO子弹头。这种弹头将更加小型化，其重量从TN75的弹头（包括再入载具和核装置）的约150千克削减到100千克左右。
