054A护卫舰的防空能力中规中矩，面对未来需要进一步的发展。
054A的防空作战主要依靠搭载的红旗-16舰空导弹完成，按照舰艇防空作战的流程，其防空能力依赖于相关的雷达与导弹的性能，即：
对空搜索雷达：远距离搜索和识别目标
火控雷达：提供更精确的目标位置参数，引导导弹攻击
导弹：摧毁来袭目标
382型中程三坐标雷达
为054A护卫舰提供对空警戒与搜索任务的是国产海鹰S/C雷达（又称382型雷达）。
382雷达的原型是俄罗斯的“顶板”雷达，“顶板”雷达是前苏联研制的一种水平机扫、垂直频扫的三坐标雷达。随“现代”级驱逐舰进入中国后，“顶板”以技术可靠、性能优良受到肯定，遂进行了全面的国产化工作，成为了中国第一种大量装备的国产中程三坐标雷达。相较于原型，382雷达在软硬件有了明显提升，因此性能全面优于顶板雷达，达到世界主流水平。
382雷达可获取目标的距离、方向和高度信息，峰值功率100千瓦。最大搜索距离超过250公里，最大搜索高度达30公里，对战斗机类的目标发现距离不低于200公里，对超低空掠海目标的发现距离不低于40公里，可同时搜索100个目标，并对其中20个目标进行精确追踪，为防空导弹提供发射参数。整体水平达到上个世纪90年代的标准，批量装备于054A型护卫舰。
进入21世纪后，382型雷达的性能虽在全球同类型雷达中并不突出，但在当年中国海军亟需新型舰艇的前提下，382雷达可在最短时间内形成战斗力无疑是最大的优点，因此毫无疑问地成为了国产舰艇的标准配置。
AJK-16火控照射雷达
红旗-16舰空导弹属于半主动寻的制导，需要有高精度雷达长时间照射目标为导弹修正飞行方向。054A护卫舰上为红旗-16导弹提供这种功能的正是AJK-16型火控雷达。
AJK-16雷达同样来源于俄罗斯，是俄制MR-90“前罩”火控雷达的国产型号，不同的是国产化后的火控雷达通过间断照射技术，可同时引导防空导弹攻击2个目标，解决了传统半主动雷达制导下1部火控照射雷达只能同时制导导弹接战1个目标的限制，提升了舰艇对抗多目标的能力。
理论上054A护卫舰上所配置的4部火控照射雷达可同时提供8个火力通道，抗多目标能力在非宙斯盾军舰中相当突出，具备一定的抗饱和打击能力。
导弹和发射系统
054A护卫舰出现时，最吸引人眼球的就是其新型的垂直发射系统和舰空导弹。
新型垂直发射系统一改以往俄系特征，转而向西方靠拢，采用方格状设计和热发射技术，类似美国的MK41垂直发射系统，曾被网友们戏称为“巧克力”。054A护卫舰的垂发系统全部安装在舰首方向，以4组8联装的形式设置，每8单元为1个模组，每个模组以2X4的形式排列，中间有排焰道。另外，该垂发装置还可同时兼容红旗-16舰空导弹和鱼8火箭助飞鱼雷，是国内第一款真正意义上的通用垂直发射系统。
于垂直发射系统搭配使用的就是红旗-16舰空导弹。
红旗-16舰空导弹是人民海军装备的第一种国产中近程区域防空导弹，也同样参考了俄罗斯的“施基利”防空系统。红旗-16导弹的最大有效射程40公里，有效射高10-6000米，最大速度4马赫，单发命中概率大于0.8，具备全方位快速拦截多目标能力，可拦截反舰导弹和战斗机，尤其是超低空飞行的掠海目标。
红旗-16防空导弹系统装备于国产大中型驱护舰，是舰艇编队中第二道空中拦截线，担负着补充杀伤的作用，和配备红旗-9远程防空导弹的052C/D驱逐舰一起组成完整的远—中—近区域防空体系。
总得来说，作为进入新世纪后最早批量建造的国产舰艇，当年自主设计的054A护卫舰身上还有不少技术引进的色彩，尤其是防空系统具备很浓的”俄式风味“。但在052C驱逐舰服役前，装备着中程区域防空导弹系统的054A护卫舰在国内舰艇中防空能力首屈一指，即使比起当时世界上同吨位的护卫舰，054A的防空能力也毫不逊色。
