킬로급은 러시아가 개발한 디젤 잠수함이다. '킬로'는 나토 코드로써 러시아 고유명은 전기형은 Проект 877 Палтус(프로옉트 877 팔투스(넙치))라 부르고, 후기형은 Проекта 636 Варшавянка(프로옉타 636 바르샤뱐카)라 한다. 636은 개량형으로 소음을 획기적으로 줄여 서방급 디젤 잠수함에 필적한다. 러시아는 킬로급 이후에 라다급 혹은 아무르이라는 잠수함을 개발하였다. 877EKM은 877형의 수출형이며 636M은 636형의 수출형이다. 수출형은 일정 수준의 다운그레이드가 이루어졌을 것으로 추정된다. 636.6형은 636형의 러시아 배치용이다.
대한민국 해군에서 한때 1차 불곰사업이 끝난 뒤 킬로급을 도입하는 것을 검토했었다. 하지만 차기 잠수함사업(이후의 손원일급)에 걸림돌이 된다는 주장이 강했고, 마침 터진 쿠르스크 함 침몰사건 등으로 러시아제 잠수함에 대한 신뢰도가 크게 떨어지면서 도입하지 않기로 결정하였다.
소련이 마지막으로 개발한 킬로급은 서방측 잠수함에 필적하는 우수한 성능을 가지고 있다. 킬로급 잠수함은 원래 전략원잠을 공격하기 위하여 자국 해역에 침입한 서방의 공격원잠을 제거할 목적으로 개발되었지만, 장기간의 대양작전능력도 가지고 있다.
킬로급은 기존 구소련 디젤잠수함과 달리 수중저항이 적은 누적형(티어 드롭) 선체로 수상속력보다 수중속력을 중요시한 설계를 갖는다. 처음부터 자국용 외에 수출용으로 계획하고 설계되었으며, 세부적으로 나누면 8가지 다양한 버전이 있다. 또한 세계의 잠수함 시장에서 경쟁하기 위하여 장래의 근대화에 대응할 수 있도록 설계되었다.
중국은 송급 1번함이 진수되기 직전인 1993년 러시아에 4척을 발주하여, 1995~1998년 사이에 모두 도입되었다. 이중에서 초기함 2척은 877EKM형이고, 후기함 2척은 636형이다. 이 잠수함들은 밍급과 송급을 보완할 목적으로 들어왔으나 디젤잠수함 건조기술 획득도 옵션에 포함된 것으로 알려지고 있다.
이란 해군은 1970년 말에 독일209급 4척에 대한 도입 계획을 진행하였지만, 이슬람 혁명의 여파로 취소한다. 다시 1980년대 말부터 잠수함 도입을 추진 중이었으며, 서방 측에서 획득이 불가능하였기 때문에 러시아에서 킬로급 3척을 도입한다. 킬로급은 페르시아 만에서 최초로 운용된 잠수함으로, 높은 해수 온도로 인하여 전지와 공기조절시스템의 문제가 발생하였으나, 같은 문제를 해결한 인도의 도움으로 해결하였다. 현재 이란 해군은 웨이크 호밍 어뢰를 사용하는 킬로급 3척을 걸프만을 중심으로 운용하고 있으며, 미합중국 해군에 큰 위험이 되고 있다.
킬로급 636형은 러시아 해군에서 운용 중인 3척과 중국에서 발주한 10척 등 모두 13척이 건조되었다. 대함미사일 클럽-S를 적재함에 따라 636형 잠수함의 전투능력은 상당히 증가되었다. 636급은 바다의 블랙홀이라 호칭되는 877EKM형보다 소음수준이 감소되고, 무장 운용성도 높은 한 단계 이상 향상된 잠수함이다.
2015년 12월 9일 지중해에 배치된 636형 "로스토프-온-돈"(Rostov-on-Don)에서 클럽-S의 사거리 연장형으로 여겨지는 잠수함 발사형 순항미사일(SLCM)이 발사되어 시리아의 표적들을 명중시켰다. 이로써 러시아 해군은 수상 전투함에 이어, 잠수함을 이용한 순항미사일 발사 능력도 실전에서 입증해냈다.