通常，雷達在檢測到目標後，通常會在雷達的覆蓋範圍內繼續“檢測”目標，使用檢測的信息來獲得目標更準確的位置並能夠預測目標位置，所有這些功能被稱為跟蹤。在脈衝雷達跟蹤模式下，當雷達鎖定目標時，跟蹤並自動維護關於目標的關鍵數據：距離，方位角和俯仰角。
距離跟蹤
距離跟蹤通常使用稱為距離門的技術完成，該技術在距離增加或減少時自動跟蹤目標。距離門的概念如下所示：
雷達回波將包含噪聲和目標回波，距離門技術使用兩個門，一個“Early Gate”和一個“Late Gate”。 “Early Gate”位於目標回波的前沿附近，並從目標回波的早期部分檢測並捕獲能量。
相反，“Late Gate”位於目標回波的後沿附近，檢測並捕獲目標回波後沿的能量。比較來自“Early Gate”和“Late Gate”的檢測信號，並將結果用於定位跟蹤門，使其與目標回波一致。
角度跟蹤
在雷達跟蹤模式中，雷達跟蹤目標的方位角和俯仰角。這裡主要介紹單脈衝跟蹤技術。單脈衝是大多數現代雷達的首選跟蹤方法，不僅因為它非常準確，而且它很難被欺騙。
“單脈衝”意味著可以基於單個脈衝而不是波束序列或完整的圓錐形掃描來確定，因而跟蹤速率更高更準確。另一個優點是基於同時接收所有四個通道中的目標回波，可以忽略回波在時間上的變化。
上圖顯示了單脈衝的跟蹤原理，它使用兩到四個同時的波束，其中波束以俯仰角和並排的方式堆疊在一起。單脈衝跟蹤技術可以使用相位或振幅比較來實現跟蹤任務。
比幅單脈衝
對於比幅單脈衝，所有四個波束都偏離天線視軸一點（通常使得它們在波束的半功率波束寬度處重疊）。
將平面內兩個波束接收到的回波信號進行比較，就可取得目標在這個平面上的角誤差信號，然後將此誤差電壓放大變換後加到驅動電動機控制天線向減小誤差的方向運動。因為兩個波束同時接收到回波，故單脈衝測角獲得目標角誤差信息的時間可以很短，理論上只要分析一個回波脈衝就可以確定角誤差。
振幅和差式單脈衝雷達取得角誤差信號的基本方法是將這兩個波束同時收到的信號進行和差處理，分別得到和信號和差信號。若目標處在天線軸向方向（等信號軸），誤差角為零，則兩波束收到的回波信號幅度相同，差信號等於零。
目標偏離等信號軸而有一誤差角時，差信號輸出振幅與誤差角成正比，而其符號（相位）則由偏離的方向決定。和信號除用作目標檢測和距離跟蹤外，還用作角誤差信號的相位基準。
比相單脈衝
對於比相單脈衝，系統使用2個單獨的天線（也可以是4個天線）照射空間中的遠區目標，不像在比幅單脈衝系統中的波束斜視，在比相單脈衝系統中波束保持平行。
因為波束是平行的，所以如果目標位於中心，雷達回波將同時到達兩個天線並且具有相同的相位。另一方面，如果目標與視軸成一定角度，則雷達回波將比另一個天線延遲一定的相位。
一般來說，比相單脈衝的主要優點是精度要高得多，而比幅單脈衝具有更好的信噪比。由於單脈衝跟蹤技術需要2或4個獨立的雷達波束，因此可以執行單脈衝跟蹤的雷達系統需要有多個天線（或使用AESA系統）。因此，增加了系統的複雜性和成本。
- 雖然通過單脈衝跟蹤是非常精確的，但有且只有一個目標被跟蹤時才能實現完全性能。當雷達分辨單元內存在多個目標或存在多路徑反射時，單脈衝跟蹤精度將會受到嚴重影響。
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