1951年開始設計，1953年夏首次試飛，1954年"五一"節初次公開出現，1957年開始服役。估計生產了110架。目前空軍遠程航空兵中有43架，可執行轟炸或偵察任務;有45架已改成空中加油機。海軍航空兵中有少量能執行遠程海上偵察和反潛任務的這種飛機。

A型 基本轟炸型。是前蘇聯最早出現的四發噴氣式轟炸機。翼根內裝四臺米庫林АМ-3Д渦輪噴氣發動機。航程8,000公里，彈艙內可載4,500公斤核彈或普通炸彈。或者在機腹下掛一枚AS-3"袋鼠"空對地導彈或一枚AS-4"廚房"空對地導彈。防御武器是10門23毫米機炮，裝在機身上。該機的作戰升限只有13,700米，自衛能力差，航程等性能也不及圖-20。為保證圖-20能執行越洋任務，已有45架米亞-4A改成了空中加油機。加油軟管卷盤 裝在彈艙內。

B型 海上偵察型。在A型半球形鑲玻璃的機頭位置換裝一機頭整流罩，還有一根空中受油探管。機身下部有許多專用航空電子設備及其泡形整流罩。中部彈艙的前部向外凸出。機身上部和下部的后炮取消了，只剩6門機炮。

C型 海上偵察反潛型。外形像B型，但機頭加長了，里面裝有大型搜索雷達(可能是РБП-6型)，最前面是空中加油受油管。雷達后面是轟炸觀察艙，它有透明玻璃罩，再往后每邊是圓頂觀察窗，供射擊瞄準用。也可向前、左、右拍照。估計后面還有側視雷達。機身下的整流罩、彈艙和武器都與B型的相同。一架C型的試驗機(編號為201-M)于1959年曾創造了許多正式記錄。1967年前蘇聯航空節時這架飛機在莫斯科多莫杰多沃航空港展覽。該機裝四臺索洛維也夫Д-15渦輪噴氣發動機，曾創造了7項有效載重-高度記錄，如載重55,220公斤爬升到2,000米高度，載10,000公斤有效載重爬升到15,317米高度。

蘇聯大型航天飛機將進行進場著陸飛行試驗,從而使蘇聯航天飛機計劃進入了一個新階段。在進場著陸飛行試驗中,蘇聯載人軌道器與其馱運飛機分離方式和美國的企業號軌道器與波音747馱運飛機分離方式相同。

蘇聯準備軌道器進場著陸試驗,表明蘇聯已從軌道器馱運飛機早期事故中恢復過來并相信他們的航天飛機飛行系統己經成熟到可以通過飛行試驗來評估軌道器的氣動特性、穩定性和控制性能的階段。

蘇聯大型航天飛機進場著陸試驗曾在1983年推遲過。當時采用經改裝的Mya4Bison轟炸機作為馱運飛機,該飛機連同背上的軌道器一起在莫斯科正東的拉明斯科耶飛行試驗中心進場著陸時離開跑道而受到損壞。

機翼 懸臂式中單翼，有后掠角，下反角很小，外翼上有一個翼刀，翼尖有一流線型輔助機輪胎。機翼有一根主梁，在前緣、副翼和襟翼的前部各有一根輔助梁。襟翼為單縫式，副翼上有調整片。副翼和襟翼的弦長占整個機翼弦長的1/5。機翼結構與彈艙和部分機身組成一個整體。

機身 全金屬半硬殼式結構，截面略呈橢圓形。機身后部有一腹鰭，彈艙在前后起落架之間，長約7米。機身頭部是轟炸領航員艙，鑲著明膠玻璃。

尾翼 有較大的后掠角，平尾稍高于后機身，方向舵弦長占垂尾弦長的1/3左右，升降舵和方向舵都有調整片。

起落架 自行車式縱列布置，在彈艙之前和之后裝有小車式主起落架，各有四個機輪。在翼尖裝有輔助起落架，每個起落架有兩個機輪。

動力裝置 A型裝4臺米庫林АМ-3Д渦噴發動機，單臺靜推力8,700公斤，外側兩臺的尾噴口向外傾斜。B型和C型裝索洛維也夫Д-15，單臺靜推力13,000公斤，此發動機重3,500公斤，直徑1.45米，長7.5米，空氣消耗量為190公斤/秒。

機載設備 РБП-4型轟炸瞄準雷達，搜索距離為140~180公里，機尾射擊瞄準雷達估計為ПРС-1型。201M型安裝的大型搜索雷達可能是РБП-6型，搜索距離為150~200公里。該機裝有遠距通信電臺1-РСБ-70M。

軍械 機身上部在中央翼之前和之后各有一座炮塔，機身下部在前起落架之前和主起落架之后各有一座艙塔，在尾部還有一個用雷達瞄準的炮塔，每個炮塔有兩門23毫米機炮。在103M型和210M型上， 機身后部上、下兩座炮塔取消了，機炮減為6門。正常載彈量為4.5噸，最大載彈量為12噸。可攜帶魚雷、水雷，腹部可外掛一枚"鱒魚"空對地導彈(裝核彈頭，射程200~320公里)。米亞-4采用水平投彈方式進行轟炸。

因為蘇聯人沒有把發射場設置在駁船航道上,他們必須空運軌道飛行器。但是,蘇聯的軌道飛行器從改進的Bison轟炸機機身上脫離做降落試驗,經空氣動力學分析發現有問題而沒有堅持下去。Bison轟炸機能否把全尺寸、全重量的航天飛機軌道飛行器送到安全飛行的有效高度是值得懷疑的。

Bison轟炸機,還有像Mya-4或201-M,于1959年進行過一系列飛行記錄,其中包括把121250磅內部有效載荷送到42650英尺高度。然而,在1977年在進行NASA的進場與著陸試驗計劃過程中,在相同高度下,Enterrprise在離開波音747載機時的載重量差不多是154320磅。發動機之間的對比表明,Bison轟炸機裝有4臺推力各為28660磅的Solviev D一15發動機,NASA的747裝有4臺推力分別為44100一52900磅的Pratt和Whitney JT9D發動機。

翼展(A型) 50.48米

(C型) 51.82米

機長(A型) 47.20米

(C型) 49.38米

機高 11.30米

機翼面積 380米2

機翼后掠角 35°

機翼相對厚度 >12%

機翼展弦比 7.0

機身直徑 3.7米

平尾翼展 15.00米

前主輪距 約17米

重量及載荷

空重(A型) 約75噸

正常起飛重量(A型) 140噸

最大起飛重量(A型) 158,750公斤

(C型) 165,000公斤

翼載荷(正常起飛重量) 370公斤/米2

(最大起飛重量) 420公斤/米2

推重比(用АМ-3Д發動機) 0.22

(用Д-15發動機) 0.32

載油量 70噸

最大載彈量 12噸

性能數據

最大平飛速度(高度3,000米，C型) 1,060公里/小時

(高度11,000米，A型) 900公里/小時

(高度12,000米，C型) 955公里/小時

最大巡航速度(高度12,000米，C型) 835公里/小時

實用升限(A型起飛重量140噸) 14,600米

(C型) 15,600米

最大升阻比 約17.5

起飛速度 270~280公里/小時

著陸速度 200公里/小時

起飛滑跑距離(用Д-15發動機) 1,550米

著陸滑跑距離 1,500米

航程(彈艙改為油箱) 最大約8,000公里

(載彈9噸，載油65噸) 5,500公里

爬升率(海平面，用АМ-3Д發動機) 900米/分

(用Д-15發動機) 1,500米/分

允許使用過載(重量160噸) 2g

(重量<110噸) 3g

速壓限制 約2,360公斤/米2

M數限制 0.90

使用機場 至少一級機場