蘇聯(lián)海軍在1957年提出要求，想要獲得一種新型的艦載反潛直升機(jī)用來(lái)裝備到艦隊(duì)中，卡莫夫設(shè)計(jì)局為此設(shè)計(jì)卡-20艦載直升機(jī)，該直升機(jī)采用設(shè)計(jì)局擅長(zhǎng)的共軸對(duì)轉(zhuǎn)旋翼，原型機(jī)在1960年首飛。

卡-20本身就是卡-25艦載直升機(jī)的前身，首次公開(kāi)亮相是在1961年7月的圖西諾航展，北約將其稱(chēng)為“豎琴”，不過(guò)卡-20并沒(méi)有服役，而是經(jīng)過(guò)適當(dāng)修改后發(fā)展成著名的卡-25。

卡-20采用兩臺(tái)GTD-3渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在50年代后期還是很新穎的直升機(jī)動(dòng)力，但是它已經(jīng)表現(xiàn)出體積小、動(dòng)力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，卡-20的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供1800馬力動(dòng)力，在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)是很不錯(cuò)的動(dòng)力源，直升機(jī)能達(dá)到220千米/小時(shí)的最大時(shí)速，最大航程650千米。

直升機(jī)表面采用鋁合金蒙皮，用鉚釘固定，發(fā)動(dòng)機(jī)被鋁合金和鋼組成的結(jié)構(gòu)包括，表面的鋁合金蓋可以展開(kāi)并作為發(fā)動(dòng)機(jī)的維修平臺(tái)使用。因?yàn)椴](méi)有改動(dòng)太多直升機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，所以卡-20與卡-25前期型號(hào)的旋翼結(jié)構(gòu)、材料應(yīng)該是一樣的，直升機(jī)的尾梁都比較短，末端有3具垂尾，中間一具是固定的，兩邊的垂尾帶有方向舵，水平尾翼帶有升降舵。

直升機(jī)前部是駕駛艙，正、副駕駛員并排在這里操控飛機(jī)，機(jī)首下方鼓起的球狀結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝的是雷達(dá)，這是直升機(jī)的重要設(shè)備；不過(guò)因?yàn)榭?20只是原型機(jī)，機(jī)身內(nèi)部并沒(méi)有安裝其他任何設(shè)備。

卡-20只生產(chǎn)了2架原型機(jī)，在航展中亮相的卡-20機(jī)身兩側(cè)各有一枚小型的空地導(dǎo)彈，暗示著卡-20可能將具備一定的打擊能力，實(shí)際上這兩枚導(dǎo)彈其實(shí)只是模型，至少當(dāng)時(shí)的卡-20還不具備發(fā)射導(dǎo)彈的能力。 卡-20有固定的武器裝備，它在機(jī)頭左右各安裝了一挺機(jī)槍。

蘇聯(lián)在卡-20的基礎(chǔ)上換裝了更大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及安裝作戰(zhàn)設(shè)備，這就有了卡-25系列艦載直升機(jī)，從技術(shù)上來(lái)講兩者其實(shí)是一個(gè)系列，卡-25就是最終版的卡-20，它們兩者之間最明顯的外表區(qū)別就在垂尾，卡-25的垂尾更方正，卡-20的垂尾更接近橢圓狀，另外兩者都采用4點(diǎn)起落架，它們的主起落架支撐結(jié)構(gòu)略有不同，這個(gè)一般不容易注意。

有文章稱(chēng)卡-20是從卡-15/18發(fā)展而來(lái)，卡-15是世界上第一種量產(chǎn)的共軸對(duì)轉(zhuǎn)直升機(jī)，是一種雙座輕型直升機(jī)，卡-18則是一種改進(jìn)的四座直升機(jī)，要說(shuō)它們3個(gè)型號(hào)之間有某種傳承關(guān)系，應(yīng)該就是共軸對(duì)轉(zhuǎn)的旋翼、四點(diǎn)式起落架、尾翼等部分了，卡-20在動(dòng)力系統(tǒng)、整體布局上都有較大的改動(dòng)，擁有很多創(chuàng)新，這才能成就卡-25一代經(jīng)典機(jī)型。