МиГ-9 (И-300) - Самолет представлял собой одноместный истребитель цельнометаллической конструкции с 2-я турбореактивными двигателями. По схеме — свободнонесущий моноплан со среднерасположенным крылом и убирающимся трехколесным шасси.

Фюзеляж типа полумонокок с гладкой работающей обшивкой. Разъем фюзеляжа осуществлялся по шпангоутам № 15а и №15. Стыковка носовой и хвостовой частей осуществлялась с помощью восьми фитингов.

Кабина пилота находилась в носовой части между шпангоутами № 6 и № 11, а наклонный шпангоут № 11а служил задней стенкой. Фонарь кабины обтекаемой формы состоял из козырька и подвижной части, которая сдвигалась назад по трем направляющим -двум боковым и одной центральной.

Крыло трапециевидное, с относительной толщиной по всему размаху 9%. Силовой каркас состоял из 2-х лонжеронов, 21-й нервюры и набора стрингеров. Крыло имело элероны типа «Фрайз» с 20% осевой компенсацией и закрылки типа ЦАГИ.

Хвостовое оперение цельнометаллическое свободнонесущее с высоко расположенным стабилизатором. Передние кромки стабилизатора и киля закрывались деревянными обтекателями, которые на потайных винтах и болтах крепились к носовым стрингерам. Киль и стабилизатор съемные. Передние узлы крепления стабилизатора к фюзеляжу имели гребенки.

Шасси самолета трехколесное с передней опорой. Основные опоры шасси одностоечного типа с качающейся полувилкой и выносными амортизаторами. Передняя опора с качающейся вилкой и гидравлическим демпфером. На основных стойках были установлены однотормозные, на носовой стойке — не тормозное колесо. База шасси — 3,02 м, колея — 1,95 м. Система уборки и выпуска шасси пневматическая.

Силовая установка включала два турбореактивных двигателя РД-20 с тягой по 800 кг. Двигатели были расположены параллельно в нижней части фюзеляжа. В качестве пускового топлива применялся бензин Б-70 или Б-78 с общим запасом 12 л. Единый бензобак пусковых моторов емкостью 2 л (смесь бензина Б-70 и 5% масла МЗС) располагался на правом двигателе. В носовой части фюзеляжа расположены два туннеля, подводящие воздух от лобового воздухозаборника к компрессорам двигателей.

Конусы сопловых аппаратов двигателей регулируемые и в зависимости от режима имели четыре положения: «3» — запуск, «В» — взлет, «П» — полет и «С» — скоростной полет.

Бронирование состояло из двух бронеплит (12 мм). Первая бронеплита устанавливалась на шпангоуте № 3 перед патронными ящиками, вторая — на шпангоуте № 6 перед приборной доской. С машины № 400 также устанавливали лобовое бронестекло (65 мм).

Вооружение включало одну пушку Н-37 и две пушки НС-23К. С машины № 380 на пушки НС-23К стали устанавливать газоотводные трубы-глушители.

Модификации:

И-301Т (МиГ-9 УТИ, «ТФ») - учебно-тренировочный истребитель. Конструкция новой машины в основном соответствовала истребителю МиГ-9 и отличалась в основном наличием двухместной кабины и изменениями связанных с её применением на самолёте.

И-302 «ФП» - На самолёте «ФП» Н-37 пушки из перегородки центрального воздухозаборника перенесли на верх левого борта.

И-305 «ФЛ» - Установка одного ТР-1А тягой 1500 кгс взамен двух РД-20 общей тягой 1600 кгс позволяла снизить массу самолёта с 4998 кг до 4570 кг. Для установки нового двигателя была слегка изменена хвостовая часть фюзеляжа. На И-305 была предусмотрена гермокабина и катапультное кресло. Также было пересмотрено размещение вооружение, сначала пушки разместили в одну линию, Н-37 в перегородке воздухозаборника, а НС-23 по бокам от него. В дальнейшем все пушки перенесли вниз, причем срезы стволов разместили за обрезом воздухозаборника, для устранения влияния стрельбы на стабильную работу двигателя. 

И-307 «ФФ» - Кроме новых двигателей, самолёт отличался от серийного новыми тормозными колёсами и бронированием кабины. Несмотря на значительно повысившиеся летные характеристики, в серию не пошел, т.к. уже велись работы по запуску в производство МиГ-15.

И-308 (МиГ-9М, «ФР») - Машину оснастили гермокабиной, катапультным креслом, тормозными щитками, значительно улучшили эксплуатационные подходы к агрегатам двигателя и вооружению, а также полностью пересмотрели размещение пушечного вооружения. Теперь все три пушки были расположены по бокам фюзеляжа, таким образом, что срезы стволов не доходили до входного отверстия воздухозаборника. На самолёте устанавливался автоматический прицел АСП-1Н. МиГ-9М имел более мощную силовую установку, состоящую из двух форсированных двигателей РД-21.

И-320 «ФН» -Отличие в установки на МиГ-9 одного двигателя «Нин I» (РД-45, РД-500) вместо двух РД-20, с целью повышения летных характеристик истребителя.

МиГ-9Л «ФК» - Для отработки новых технологий, в ОКБ Микояна, на базе серийного МиГ-9 была построена двухместная летающая лаборатория МиГ-9Л (заводской шифр «ФК»). На самолёте было полностью демонтировано вооружение, добавлена вторая кабина для инженера-оператора системы наведения и две РЛС которые входили в эту систему. РЛС облучения цели располагалась в обтекателе над воздухозаборником, её приёмные антенны располагались в передней кромке крыла слева и справа от кабины пилота. Вторая РЛС, приёмо-передающая, была расположена в обтекателе на вершине киля.