按毒剂作用时间，可分为持久性化学航空炸弹和暂时性化学航空炸弹。持久性化学航空炸弹的杀伤作用时间可持续数小时、数天甚至数月。弹体内分别装填芥子气、
路易氏剂、芥子气和路易氏剂混合毒剂、梭曼、
维埃克斯或其相应的胶状毒剂。一般采用触地爆炸或空中爆炸方式，主要造成地面和物体染毒。暂时性化学航空炸弹的杀伤作用时间可持续数分钟至数十分钟，弹体内分别装填沙林、氢氰酸等易挥发速杀性毒剂。通常采用触发爆炸或离地几米至十几米处爆炸，造成空气染毒。按转变成战斗状态的方式，可分为爆炸分散型、热分散型和喷洒型化学航空炸弹。爆炸分散型化学航空炸弹一般由航空引信、弹体、毒剂或毒剂前体、爆管、安定器、防波钣、弹耳或弹箍、弹道环等组成。借助炸药爆炸的能量将毒剂分散成蒸气、气溶胶、液滴等战斗状态，可分别使空气和地面物体染毒。热分散型化学航空炸弹的弹体中装填含有毒剂的燃烧混合剂，在燃烧过程中蒸发或升华毒剂形成空气染毒，有装
失能性毒剂和刺激剂的化学航空炸弹，如M43型750磅（340千克）毕兹（BZ）集束航空炸弹，该弹内有57枚M138型10磅（4.5千克）子弹，共装39千克BZ失能剂，子弹落地施放毒烟。喷洒型弹体中装有喷洒装置或喷粉器，在空中或地面借助气流或压缩空气将毒剂分散成战斗状态。按弹径大小，可分为小弹径（50千克以下）、中弹径（50～100千克）和大弹径（1000千克以上）化学航空炸弹。大弹径的持久性化学航空炸弹，多采用空中爆炸，将毒剂分散成液滴状，自由下落地面，造成大面积染毒区，如苏军1500千克芥子气和路易氏剂混合毒剂化学航空炸弹，装填毒剂637千克，离地面400～600米空中爆炸，造成有效染毒面积66700平方米；大弹径的神经性化学航空炸弹，通常采用子母弹、集束弹形式，空中母弹爆裂，撒布大量小弹径的子弹，落地后爆炸，立即形成大面积、浓度较均匀的毒剂云团，如美国M34A1型1000磅（454千克）沙林集束航弹，内装76枚M125A1型子弹，共装沙林89.6千克。二元化学航空炸弹内装的是可以生成毒剂的两种或两种以上的无毒或低毒的化学物质，即毒剂前体，分别装在弹体中两个或多个料箱中。在投掷和爆炸过程中，料箱破裂，各前体间迅速混合发生化学反应生成毒剂。如美国BLU-80/B型227千克VX2二元维埃克斯化学航空炸弹，二元组分为QL（N，N-三异丙基乙胺基―甲基亚膦酰乙酯）和硫磺粉，弹体内装有搅拌器，用自动混合指令启动，搅拌10～15秒后生成维埃克斯，飞机投掷时，弹头引信引爆爆管，弹体破裂，2秒钟内喷出维埃克斯87千克。