Enligt israelisk arméradio avfyrades roboten av typen SA-5 mot ett israeliskt flygplan, men missade sitt mål och flög in över Israel.
Den uppges ha slagit ner ett antal mil utanför staden Dimona, där Israel har en topphemlig kärnteknisk anläggning. Israeliska medier har rapporterat om att luftvärnsförsvaret kring anläggningen har förstärkts under de senaste veckorna då man befarat en förestående attack från Iranstödda styrkor i något land i regionen.
Spänningarna mellan ärkefienderna Iran och Israel har förstärkts efter sabotaget häromveckan mot den iranska kärnenergianläggningen Natanz, ett sabotage som tillskrivits Israel.
Som svar på den syriska luftvärnsroboten har Israel attackerat robotbatterier i Syrien, uppger Israels militär.
Statliga syriska nyhetsbyrån Sana uppger att luftförsvaret genskjutit och slagit ut de flesta av vad som beskrivs som raketer, som riktats mot mål i närheten av Damaskus. Fyra soldater skadades i attacken som också orsakade viss materiell skada, enligt Sana.
En källa uppger för Reuters att attacken riktades mot mål i orten Dumair, omkring fyra mil nordöst om Damaskus, där Iranstödd milis finns och där Israel ska ha slagit till vid flera tidigare attacker.