潛艇主要有彈道導彈、巡航導彈、反潛導彈、魚雷、水雷武器及其控制系統和發射裝置等。

彈道導彈，是戰略導彈潛艇的主要武器，用于攻擊陸上重要目標，大多攜帶單個或分導式核彈頭。

1艘戰略導彈潛艇裝有彈道導彈12～24枚，如美國的俄亥俄級戰略核潛艇，一次可攜帶三叉戟D5戰略導彈24枚，每枚攜帶12個15萬噸級分導式核彈頭，一艘潛艇一次可以投擲288個核彈頭，威力足以摧毀半個歐洲。

巡航導彈是戰術核潛艇或者攻擊型核潛艇的主戰裝備，有戰術巡航導彈和戰略巡航導彈。戰術巡航導彈，主要用于攻擊大、中型水面艦船；

戰略巡航導彈，主要用于攻擊陸上目標。著名的有美國潛射戰斧巡航導彈，射程450-2500公里。可用于反艦也可用于對岸核攻擊。

潛射反艦導彈也是現代潛艇主戰裝備之一，用于攻擊各種水面目標，可水下發射，射程遠，精度高，但威力不如魚雷。

反潛導彈，是一種火箭助飛的魚雷或深水炸彈，有的采用核裝藥，主要用于攻擊水下潛艇，是二戰后逐漸興起的一種武器，著名的有美國阿斯洛克反潛導彈。

魚雷是潛艇的傳統武器，除了極少數研究用潛艇和袖珍潛艇外，幾乎所有潛艇都裝備有魚雷，主要用于對艦、對潛攻擊。

魚雷是破壞艦艇水下結構的利器，命中1枚即可重創一艘驅逐艦，命中1-2枚可擊沉或重創一艘萬噸級商船，命中2-3枚可重創或擊沉一艘萬噸級巡洋艦。

過去主要采用無制導的應用壓縮空氣的直航魚雷，二戰中**德國和RB相繼發明了電動魚雷、聲自導魚雷和熱動力魚雷。

現代潛艇主要裝備533mm-650mm的重型反艦/反潛兩用魚雷。在攻擊中段一般采用線導方式，末段采用聲導、尾流自導等方式進行攻擊。

潛艇使用的水雷，多為沉底水雷，主要布設在敵方基地、港口和航道，用于摧毀敵方艦船。

武器控制系統多采用數字計算機，可同時計算跟蹤多批目標，提供決策依據，求出最佳攻擊目標的射擊陣位，并計算出數個目標的射擊諸元，實現武器射擊指揮自動化。

包括磁羅經、陀螺羅經、計程儀、測深儀、六分儀、航跡自繪儀，自動操舵儀和無線電、星光、衛星、慣性導航設備等。

慣性導航系統能連續準確地提供潛艇在水下的艇位和航向、航速、縱橫傾角等信息。“導航星”全球定位系統使用后，潛艇在海上瞬間定位精度達10米左右。

探測設備 主要有潛望鏡、雷達、聲吶以及雷達偵察告警接收機。

潛艇在水下將潛望鏡的鏡頭升出水面，可用目力觀察海面、空中和海岸情況，測定目標的方位、距離和測算其運動要素。

現代潛艇在潛望鏡上安裝有激光測距、熱成像、微光夜視等傳感器，具有夜間觀察、照相和天體定位等功能（見潛艇潛望鏡）。

雷達，通過雷達升降天線能在水下一定深度測定目標的方位、距離和運動要素，保證潛艇航行安全和對水面艦船實施魚雷或導彈攻擊，雷達偵察告警接收機的天線采用專門的升降桅桿或寄生于其他升降裝置上，保證潛艇在潛望鏡航行狀態時對敵方雷達的偵察告警。

聲吶是潛艇水下活動時的主要探測工具，有噪聲聲吶和回聲聲吶。噪聲聲吶能對艦船進行被動識別、跟蹤、測向和測距；

回聲聲吶能主動測定目標的方位、距離和運動要素。此外，還有探雷聲吶、測冰聲吶、識別聲吶和聲線軌跡儀等。

主要有短波、超短波收發信機，甚長波收信機，衛星通信和水聲通信設備等。

潛艇向岸上指揮所報告情況主要利用短波通信，接收岸上指揮所電訊主要用甚長波收信機，同其他艦艇、飛機或沿岸實施近距離通信聯絡主要利用超短波通信。

潛艇可以利用升降天線在一定深度收信，若使用拖曳天線，能在較大深度收信。衛星通信，可使潛艇通過衛星與岸上指揮所實施通信，通信距離遠。

水聲通信，用于同其他潛艇、水面艦艇的水下通信和識別。

為保證通信的隱蔽性，潛艇一般采用單向通信方式，使用超快速通信系統，能使潛艇在極短的瞬間向岸上指揮所發信。

水聲對抗設備 主要有偵察聲吶和水聲干擾器材等。偵察聲吶，用于偵察目標主動聲吶發出的聲波信息及其技術參數。

水聲干擾器材主要有水聲干擾器、水聲誘餌（潛艇模擬器）和氣幕彈，用于壓制、迷惑、誘開敵方聲吶的跟蹤或聲自導魚雷的攻擊。

有失事浮標和單人救生器等。潛艇失事時，放出失事浮標以標志潛艇失事的位置，并與外界取得聯系。

單人救生器可供艇員通過魚雷發射管、指揮室或專為脫險用的救生閘套離艇出水。

在潛艇主壓載水艙內還裝有應急吹排水系統，潛艇失事時，可由潛艇或救生艇注入高壓氣體排出主壓載水艙內的水，使潛艇浮出水面。

包括空氣再生、大氣控制、放射性污染檢測、溫濕度調節系統、生活居住以及飲食、用水、照明、排泄、醫療等設施，用于保持艇內適宜的生存和活動環境，保障艇員健康。

潛艇艇員呼吸的氧氣主要來自四個方面：通氣管裝置、空調裝置、空氣再生裝置和空氣凈化裝置。

通氣管裝置是一種可以升降的管子，在近海海域或夜間航行時，潛艇有時上浮至潛望鏡深度，在距水面幾米或十幾米深的地方伸出潛望鏡觀察水面及空中敵情，如條件允許，可將通氣管升出水面，空氣經管子進入潛艇艙室，艙內污濁空氣可通過設在指揮臺圍殼后部的排氣管裝置用抽風機排出，使艇內空氣對流，可以保持新鮮空氣。

潛望鏡深度在戰術術語中稱作危險深度，為了隱蔽起見，潛艇一般都不敢使用這種工作狀態，因為它極易被敵反潛兵力發現，在近海還容易撞擊或攪亂漁網等。