RX-78の頭部は、頭頂部のメインカメラ部と一対のデュアルカメラ、そして2門の60mmバルカンなどが内装されている。この構成を基本とした外観はガンダム系MSの特徴ともなっている。
RX-78の頭部は、センサー類の集合体である。特にミノフスキー粒子散布下の環境に対応するため、光学的な走査端末や各種の計測装置などは、光統合回路でリンクされ、大規模集積回路への干渉を防いでいる。「目」の部位がデュアルカメラとなっているのは、一説には視差による計測も可能だと言われているが定かではない。メインコンピュータはコア・ファイターに搭載されているが、頭部ユニットは副次的なコ・プロセッサーフレームとしてある程度の機能を代替できるという。これほどの機能がサブシステムである頭部センサー群に盛り込まれているのは、教育型コンピュータへの負担を極力減らすための措置だとされる。他に、スーズ社製無段方位アンテナや、マツム・ソニック社製の通信、音響システムなども採用されている。また、頭部バルカン砲は威力はそれほどではないものの、近接武装として、特に白兵戦展開時などに非常に有効であることが証明されている。