基本參數
外形和質量參數
| 全長 | 55米 |
| 芯級最大直徑（不含貯箱） | 4.1米 |
| 芯級最大直徑（含貯箱） | 7.4米 |
| 整流罩直徑 | 4.35米 |
| 起飛質量 | 712800千克 |
| 起飛推力 | 9500千牛（海平面） |
第四級
| 名稱 | 質子KM4（和風-M上面級） |
| 質量 | 22170千克 |
| 不含推進劑質量 | 2370千克 |
| 推進劑質量 | 19800千克 |
| 長度 | 2.61米 |
| 直徑 | 4.1米 |
| 發動機 | 1台14D30 |
| 推進劑 | 偏二甲肼 |
| 單台推力 | 19.6千牛（真空） |
| 總推力 | 19.6千牛（真空） |
| 工作時間 | 3000秒（可多次點火） |
| 比沖 | 326秒 |
運載能力
| 近地軌道 | 24000千克 |
| 地球同步轉移軌道 | 7500千克 |
| 地球同步軌道 | 3500~5200千克 |
研發改進
研製過程
“質子-M”運載火箭蘇聯解體後，俄羅斯將“質子號”火箭投入國際市場，結果十分受客戶青睞。1996年4月，“質子號”運載火箭將歐洲的“阿斯特拉1F”衛星發射入軌，完成了第一次商業發射。到2010年1月20日為止，“質子號”已經執行了108次商業發射任務。 “質子”運載火箭是蘇聯研製的一個大型運載火箭系列，包含多種型號。質子號從20世紀60年代中期以來一直是蘇聯/俄羅斯發射大型太空飛行器的主要運載工具。在冷戰結束後，由於能源號火箭被棄用，質子號實際成為俄運載能力最強的火箭。但質子號使用劇毒的可貯存液體燃料，一旦發射失敗可能對發射場周邊地區造成嚴重污染，所以俄羅斯已決定用新研製的安加拉號（使用液氧/煤油作為推進劑）來取代它。
改進過程
質子-M與以前的質子號火箭相比作了許多改進。它使用了更先進的和風-M上面級，這種新上面級在1999年首次進行了飛行，當時前三級使用的是原有的質子-K箭體；這樣組成的火箭被稱為“質子-K/和風-M”或“質子-KM”。質子-KM可能只是代用品，因為不久就對火箭的前幾級進行了改進，使用了與以前完全不同的箭體結構（可能主要是減輕了前三級的質量）。總共只有70%的技術是從以前的質子號中繼承的。換用新箭體的火箭在2001年首次發射，將一顆銀幕-M通信衛星送入軌道。這種火箭是於2008年俄羅斯從事國際商業發射服務的主力。 2007年俄羅斯又發展出了“質子-M增強型”火箭。
成功發射
2013年9月30日，載有歐洲通信衛星“阿斯特拉-2E”的俄羅斯“質子-M”運載火箭從拜科努爾航天發射場成功發射。
搭載衛星的“質子-M”運載火箭於莫斯科時間2013年1時38分（台北時間5時38分）從拜科努爾航天發射場成功發射。這是俄羅斯“質子-M”運載火箭在2013年7月2日的發射事故後進行的首次發射。
火箭發射升空9分鐘後，搭載衛星“阿斯特拉-2E”的軌道加速器“微風-M”與運載火箭分離，按照計畫飛行路線繼續將衛星推進至預定軌道。據俄羅斯聯邦航天局訊息，衛星預計於莫斯科時間10時50分（台北時間14時50分）抵達預定軌道。
“阿斯特拉-2E”是歐洲通信衛星，屬於歐洲知名衛星運營商SES Astra公司，主要用於轉發模擬數位訊號及電視節目轉播，同時為歐洲、中東和非洲地區的用戶提供手機和網路通信服務。
發射事故
2013年
2013年7月2日發射的質子-M火箭，是SES通訊公司發射衛星。“SES-6”號通訊衛星重量為6噸，由Astrium公司在Eurostar 300衛星基礎上製造的。這種通訊衛星將取代NSS-806衛星，並將保障美國境內數位電視信號的傳輸。
首次發射時間
據聯邦航天署介紹，火箭在莫斯科時間2012年10月14日12時37分（台北時間16時37分）在拜科努爾發射場順利發射升空，預計衛星在22時07分（台北時間15日2時07分）進入軌道。
該次發射原定在2012年8月23日進行，但由於“質子-M”火箭在此前的發射任務中表現不穩定而被推遲。
二次發射時間
2012年10月14日莫斯科時間12時37分（台北時間16時37分）運載美國通信衛星Intelsat-23的俄羅斯“質子-M”火箭在拜科努爾發射場發射升空。
發射失敗
據俄羅斯聯邦航天局訊息稱，火箭發射之初並沒有發生任何狀況，然而火箭升空後就開始失去穩定性並偏離了預定軌跡。之後火箭發生偏轉且開始下降，並最終爆炸。
該運載火箭內裝有500噸燃料，而爆炸會致使燃料中的有毒物質侵害周圍大氣層及土壤，因此，爆炸發生後，當地有關部門立即開展了清理工作。
截止2013年07月02日，該事故發生的具體原因尚未確定，仍需進一步細緻的分析及鑑定。根據初步調查結果顯示，火箭發生爆炸的原因與火箭內部某個零件出故障有關。
此次質子-M運載火箭爆炸事故已經是俄羅斯聯邦航天局2013年所造成的第二次事故。2013年4月，俄羅斯進步M-19M貨運飛船曾在進入軌道後出現故障，影響一系列工作順利進行。
該機構將為改進“質子－M”運載火箭及其“微風－M”加速器發起競標，其契約價值為1.15億盧布（約合370萬美元）。火箭攜帶的三顆格洛納斯衛星在爆炸中全部損失，這三顆衛星升入預定軌道後將會服務於俄羅斯全球導航衛星系統。這將給俄羅斯衛星導航系統建設造成嚴重打擊。暫時沒有人員傷亡。
註：圖冊來源
俄羅斯航天局於2013年7月18日稱，7月2日俄羅斯“質子”火箭的爆炸事故，可能是由於火箭第一級上的角速度感測器安裝錯誤所致，安裝錯誤可能使得火箭發射後偏離軌道，左右晃動，然後水平飛行，解體並爆炸。
俄羅斯航天局稱，調查委員會經過深入調查發現火箭比預定時間提前0.4秒發射，但這應該不是發射失敗的主要原因。經過調查，俄羅斯方面確定爆炸的罪魁禍首是關鍵的角速度感測器被顛倒安裝。感測器上有箭頭指示朝上安裝，但多個感測器卻顯示是箭頭朝下，導致飛行控制系統接收了錯誤的位置信息，並試圖“糾正”火箭位置，於是它轉變方向朝下飛行，結果墜地爆炸。調查員通過對拜科努爾航天發射中心碎片的搜查，也發現了數個感測器被倒置安裝的證據。
2014年
2014年5月16日，俄羅斯攜帶“快車-AM4R”衛星的“質子-M”號運載火箭在大氣層中爆炸。
火箭爆炸過程據俄聯邦航天局發言人稱，該“質子-M”號運載火箭攜帶“快車- AM4R”衛星從拜科努爾航天發射場發射。火箭 在升至距地面161米處時偏離軌道，其第三級發動機出現故障，最終導致“質子-M”號運載火箭在大氣層中爆炸。
該發言人稱：“火箭的一些小碎片可能會墜落到地球上，具體墜落區域還未能確定。”也有訊息稱，“質子-M”運載火箭與“快車-AM4R”碎片衛星可能落在俄阿爾泰地區或太平洋水域。 俄航天署署長奧斯塔片科向俄新社透露，搭載快車AM4R衛星的“質子-M”號運載火箭在中國上空大氣層高處發生故障，沒有殘骸墜入地面，沒有給第三方人員造成損失。
俄羅斯將成立專門委員會調查事故原因。據訊息人士透露，“質子-M”號火箭從拜科努爾進行的所有發射都將暫停，其中最近一次發射應於2014年7月15日進行。
俄質子M火箭發射失敗由第三級發動機引起
2014年5月16日，俄羅斯聯邦航天署署長奧斯塔片科表示，當天凌晨俄羅斯“質子-M”運載火箭發射失敗的原因是第三級火箭的發動機停止工作。
據俄塔社訊息，奧斯塔片科表示，事故發生後火箭、加速器及搭載的衛星已在大氣層中全部燃燒，俄方並未發現有碎片墜落地面。俄羅斯已成立專門委員會調查事故原因，預計將於6月中旬前得出最終結論。
奧斯塔片科說，俄聯邦航天署原計畫2014年還將發射兩枚“質子-M”運載火箭，但在此次事故原因查明前發射將不會進行。
俄羅斯一枚帶有“微風-M”加速器的“質子-M”運載火箭16日凌晨發射數分鐘後發生故障，當時火箭位於距地面160公里高空，飛行速度為每秒鐘7公里。事故發生時火箭加速器與所攜帶的Express-AM4R通信衛星尚未與火箭分離，因此衛星並未入軌，與火箭一同燒毀。
俄質子火箭被查出零件以次充好 所有引擎被召回
《北京晚報》1月30日訊息，俄羅斯商業發射的主力運載火箭“質子-M”日前被曝出引擎缺陷，俄羅斯航天局為此召回所有問題引擎。初步調查發現，生產環節中，製造商在關鍵零部件上有“偷梁換柱”、“以次充好”的嫌疑。俄羅斯政府官員28日敦促徹查這一航天工業的醜聞。
俄羅斯副總理德米特里·羅戈津表示，將在三個半月後恢復發射“質子-M”號運載火箭。
