Ngoài các hệ thống tên lửa phòng không tầm xa hiện đại S-400 Triumph, căn cứ còn được bảo vệ bởi các tổ hợp S-300, TOR-M2U và Pantsir-S. Đây được coi là sự bảo đảm đáng tin cậy đối với bất cứ cuộc tấn công nào.
Hơn nữa, đóng vai trò quan trọng trong việc phòng thủ là các hệ thống gây nhiễu điện tử của Nga. Các hệ thống này sẽ gây cản trở cho hoạt động của máy bay không người lái, các vệ tinh và máy bay trinh sát của địch.
Theo những dữ liệu chưa chính thức, các phương tiện tác chiến điện tử SPR-2 “Mercury-BM” cũng được Nga triển khai tại căn cứ không quân Khmeimim, cho phép phá hủy đạn dược được trang bị cầu chì vô tuyến.
Các chuyên gia cho rằng, căn cứ không quân của quân đội Nga ở Syria được bảo vệ tốt hơn bất kỳ căn cứ quân sự nào khác ở Trung Đông. Rõ ràng, ngay cả một cuộc tấn công quy mô lớn của đối phương cũng có thể bị đẩy lùi.
Mặc dù các chiến binh thường xuyên công bố thông tin về các cuộc tấn công thành công vào căn cứ không quân Khmeimim, tuy nhiên, theo đánh giá từ các chuyên gia, tất cả những thông tin đó đều không đúng sự thật.
