飛機首次應用於實戰就是作為偵察機，在一戰的天空中，用照相機等設備拍攝對方的陣地，從而做出相應的部署，或者在對方陣地上投下一兩枚炸彈。直到某天，兩架敵對的偵察機飛行員用手槍互射，這也是實際上的第一場空戰。之後飛機的性能越來越好，能夠安裝的武器或設備也越來越多，就慢慢形成了專門的戰鬥機、轟炸機、偵察機等。戰略偵察機是為了戰略決策而蒐集地方戰略情報的專用飛機。其特點是飛行高度高、航程遠，能從高空深入敵方領土或者沿海飛行，裝有複雜的航攝儀和電子偵察設備，可對敵方軍事目標和工業區、核設施、導彈基地和試驗場、防空設施等戰略目標實施偵察，獲取情報供高級軍事和行政部門做決策參考。戰略偵察機的特點是飛行高度高，航程遠，載有複雜的航攝儀和電子偵察設備,能從高空深入對方國土,對軍事和工業中心、核設施、導彈試驗和發射基地、防空系統等戰略目標實施偵察。
偵察機一般不攜帶武器，主要依靠其高速性能和加裝電子對抗裝備來提高其生存能力。通常裝有航空照相機、前視或側視雷達和電視、紅外線偵察設備，有的還裝有實時情報處理設備和傳遞裝置和目前最先進的合成孔徑雷達。偵察設備裝在機艙內或外掛的吊艙內。偵察機可進行目視偵察、成相偵察和電子偵察（見電子對抗飛機）。成相偵察是偵察機實施偵察的重要方法，它包括可見光照相、紅外照相與成相、雷達成相、微波成相、電視成相等。二戰後的冷戰時期，美蘇兩國在偵察機上的發展都是不遺餘力的，特別是美國與六十年代服役的SR-71黑鳥。SR-71可以在25900米高度完成巡航任務，雖說有很多噴氣機可以通過極限爬升超過此高度，但都無法像SR-71一樣在這兩倍於常規客機最高飛行高度的高度巡航。
由於採用升力體設計，SR-71不需要大翼展在空氣稀薄的高空提供升力，整個機身得以全部隱藏在超音速後機頭產生的激波內，進一步減少阻力，保證黑鳥能同時超高空超音速巡航。SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面，這是早期的隱形設計。然而，高溫發動機會排氣，即使燃料用了銫來干擾雷達，還有溫度，於是即使採用了大量的隱身技術，黑鳥在高速飛行時候巨大的紅外特徵，還有聲音，導致其完全不具備隱形功能。SR-71在自家聯邦航空總署的長程雷達上都是最大的目標之一，在幾百哩外就能追蹤，莫說敵國了~~~在頭頂上被收集情報對任何國家來說都是一種侮辱，尤其是俄羅斯和朝鮮。雖然美國的偵察行動是秘密開展的，但飛機許多部位的溫度可以達到900度，源源不斷地散發熱量，明明知道美國飛機就在頭頂上，下面的軍隊卻完全無計可施。
在全世界頭頂招搖過市，調戲敵國30多年的SR-71完全是憑其神一樣的高速，和比當時商務班機的飛行高度高3倍的高度，成功擺脫了上千次針對它的阻截和攻擊全身而退的，其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空導彈。如今我國已經開始了高超聲速飛機技術的研究，但起步和美國相比較晚，而且還有許多基礎性技術需要突破，比如高性能噴氣發動機技術、機身材料等。如今，世界上進行超高聲速飛行器研究的國家很多，預計未來的高超聲速飛行器能夠達到12-15馬赫的飛行速度，可以快速到達任何地點，向後方傳出最新的戰場態勢，從而取代遠程高空偵察機。首先，研製高超音速飛行器可以大大提高打擊反導系統的導彈武器能力。高超音速飛行器原則上現今就可以在大氣層中以彈道導彈的速度飛行，但與後者不同的是它的飛行軌跡可以很複雜並難以預測。中國新型洲際彈道導彈上安裝的新一代核彈頭就屬於高超音速飛行器。據推測，原則上它們可以讓中國戰略核力量免受美國反導系統的威脅。
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