MK-86艦砲射控系統(Gun Fire Control System，GFCS)是一種自動化程度高、用途廣泛且體積重量輕巧的艦砲/飛彈射控系統，其發展源於1963年，主要是配合新一代輕量化的MK-45 5吋自動艦砲，裝備於加利福尼亞級與維吉尼亞級核子動力飛彈巡洋艦、史普魯恩斯級與紀德級驅逐艦以及塔拉瓦級兩棲突擊艦等等，以及日後的提康德羅加級神盾飛彈巡洋艦。至於柏克級飛彈驅逐艦的MK-45艦砲則直接由神盾系統 底下的MK-34艦砲武器系統（GWS）來控制，省略了MK-86。

MK-86本身自成一個完整體系，能獨立進行搜索、追蹤、目標管理分配、射控指揮等完整接戰流程；全系統包含括一具SPQ-9A X波段目標指示雷達（每分鐘60轉）、一具峰值功率（CWI模式）5.5KW的SPG-60射控雷達、一具CP-848/MK-152主電腦 （之後改良時陸續換裝UYK-7、UYK-43），以及兩座武器管制顯控台(管制官控制台(COC)與武器操控台(GCC)各一)；使用UYK-7的MK-86 Mod5能同時處理120個目標。MK-86工作時，AN/SPQ-9A雷達負責目標先期捕獲 ，並且對幾個指定攻擊的優先目標實施持續追蹤，以獲得武器接戰所需的彈道計算等參數，進入射控階段時再由SPG-60對個別目標進行精確照射。此外，SPG-60碟型天線正後方還可加裝一具 固定定式的低光度電視攝影機，能提供另一種導控選擇，並增強電子反反制能力。除了支援艦砲射控之外，MK-86射控系統還有對空接戰模式，此時AN/SPQ-9A雷達用來監視低空近距離目標（搜索高度在610m以下）。

Mk 86具有多種模式，包括水面射擊、對空作戰、攔截反艦飛彈、視距內直接水面射擊、間接（曲射）岸轟等，每種不同的接戰模式都有對應的操作方式。在攔截反艦飛彈模式下，AN/SPQ-9A的偵搜閘會盡量延伸，以滿足偵測威脅的範圍（可選擇360度涵蓋或重點方位涵蓋）；所有通過偵搜閘內的目標信號都會被系統自動地進行各項程序（追蹤、威脅評估、武器指派、目標追蹤、頻道指派、射控指揮儀、武器射向調整等），以在最短反應時間內自動進行反擊。在視距內直接水面射擊模式下，射控系統利用電視攝影機追蹤目標，以雷射測距儀測距，求得目標方位和距離資料測出後自動輸入射控計算機來求得彈道解算，並輸入艦砲進行發射。間接岸轟模式則是用於無法由雷達和光電偵蒐儀直接瞄準（例如被地形障礙物擋住）的場合，由其他觀測單位（例如艦載直昇機）回報目標位置資料，MK-86據此再透過艦上的羅經以及其他導航輔助裝置傳來的本艦位置資訊，計算出射擊目標所需的彈道參數，而彈著資料則由人工輸入。

除了 本身的兩具射控雷達外，MK-86也可由艦上NTDS戰鬥系統的武器指揮系統（WDS）、MK-74韃靼防空飛彈射控系統或光學目標指揮儀獲得目標資料。除了射控雷達提供的目標解算資料之外，艦上人員也能透過武器射控台手動輸入射擊修正參數。MK-86可同時追蹤四水面目標與一個空中目標，並同時指揮艦砲接戰其中二個目標（兩個水面目標或空中、水面目標各一）。

加利福尼亞級與維吉尼亞級核子動力飛彈巡洋艦、史普魯恩斯級與紀德級驅逐艦以及塔拉瓦級兩棲突擊艦等配備MK-86射控系統的艦艇，都擁有兩門MK-45艦砲，接戰時每門艦砲都需由一座顯控台負責控制。 加利福尼亞級的MK-86射控系統為Mod 0、3，使用CP-848/MK-152數位電腦；而紀德級飛彈驅逐艦、維吉尼亞級核子動力飛彈巡洋艦則使用MK-86 Mod5射控系統，採用更先進、計算能力更強大的UYK-7電腦。

在NTU威脅提升計畫之後的重建型NTDS戰鬥系統架構下（紀德級飛彈驅逐艦、維吉尼亞級），MK-86 Mod5射控系統 與MK-74飛彈射控系統透過MK-14武器指揮系統（WDS）連結，可以相互支援，例如以MK-74飛彈射控系統及SPG-51D照明雷達獲得目標資料來輸入MK-86艦砲射控系統，或者將MK-86艦砲射控系統的SPG-60射控雷達用來支援MK-74的飛彈射控功能。為了支援這項功能，MK-86 Mod5的SPG-60雷達增加了連續波照明模式(CWI)，為艦上標準防空飛彈提供照明，然而由於其功率較小，因此可使用 的距離不如MK-74本身的SPG-51D照明雷達。在CWI模式下，SPG-60足以導引標準SM-1/2飛彈攻擊18km（10海浬）以外、雷達截面積1平方公尺的空中目標。

此外，NTU戰鬥系統的AN/SYS-2整合自動偵測暨追蹤（Integrated Automatic Detection and Track，IADT）將艦上所有的搜索雷達資料融合成單一空域圖像，包括AN/SPS-48/49 S波段長程對空搜索雷達、AN/SPQ-9A X波段近程追蹤雷達、SPS-67平面搜索雷達等，因此精確度與刷新率高的AN/SPQ-9A就能用來補充S波段雷達（工作距離長但精確度與刷新率較低）在近距離的不足。

從1988年起，MK-86以一具UYK-43主電腦取代UYK-7，運算能量進一步提升。