作为俄罗斯重型航天发射的核心主力之一，质子-M的应用场景覆盖多类航天任务：三级构型下主要承担近地轨道大型载荷发射，包括空间站舱段、大型观测卫星等；加装Briz-M或Blok DM系列上面级的四级构型，可执行地球同步轨道通信卫星、导航卫星发射，以及月球、火星等深空探测任务，发射成本约6500万美元，是全球少数具备20吨级近地轨道投送能力的现役火箭之一。

质子-M的技术特点十分鲜明，其动力系统全部采用偏二甲肼+四氧化二氮常温推进剂，尽管该类推进剂具有剧毒、污染性强的缺陷，因此被业内称为“地表最强毒发”，但也具备可长期储存、发动机点火可靠性高、无需低温加注准备的优势，适配发射场长期待命的任务需求。火箭采用三级基础结构设计：一级配备6台RD-275M发动机，总推力达10532千牛，工作时间108秒；二级搭载3台RD-0210主发动机和1台RD-0211辅机，总推力2399千牛，工作时间206秒；三级配备1台RD-0213主发动机和1台RD-0214游机，推力613.8千牛，工作时间238秒。可选的Briz-M上面级支持多次点火，能够灵活调整轨道参数，满足不同高度、不同轨道倾角的载荷投送需求。

发射历史方面，质子-M于2001年完成首飞，是苏联时期质子号火箭的深度改进型号，截至2026年5月累计完成超117次发射任务，成功率约90%。其服役生涯中承担了大量标志性航天任务：既发射过国际空间站的“曙光号”功能货舱、“科学号”实验舱等核心舱段，也完成了ExoMars火星探测器、“韦加”彗星探测器等深空探测任务，还曾以一箭三星构型部署“格洛纳斯”全球导航卫星组网，21世纪初其商业发射市场份额一度达到25%，是全球商业发射市场的核心参与者之一。该火箭曾因2013年装配失误导致的格洛纳斯卫星发射爆炸事故引发广泛关注，随后俄罗斯航天部门对其生产装配流程进行了全面整改，可靠性逐步提升。

2022年俄罗斯宣布质子-M停产，剩余库存火箭将在完成已有合同任务后逐步退役，由更环保的安加拉A5火箭替代。2026年2月12日，质子-M成功发射Elektro-L No.5气象卫星；2026年5月28日前不久，该火箭又完成了“光线”号新型转播卫星的发射任务，进一步提升了俄罗斯“格洛纳斯”导航系统的境内定位精度，这也是该型火箭退役前为数不多的发射任务之一。作为冷战时期延续至今的功勋箭型，质子-M支撑了苏俄半个世纪的航天探索计划，是全球重型运载火箭发展史上的代表性型号。