米格-25戰鬥機（俄語：Микоян МиГ-25，英語：Mikoyan MiG-25，北約代號：“狐蝠”，Foxbat），是蘇聯米高揚設計局20世紀60年代末期研製的高空高速截擊戰鬥機，是世界上第一種最大飛行速度超過3馬赫的戰鬥機 。
米格-25原型機於1964年首次試飛，1969年開始裝備部隊。米格-25大量採用了不鏽鋼結構，在設計上強調高空高速性能，曾打破多項飛行速度和飛行高度世界紀錄，是世界上闖過“熱障”（M2.5）僅有的三種有人駕駛飛機之一（另兩種是美國的SR-71和俄羅斯的米格31）。
米格-25戰鬥機總產量約1200架左右，其中60%是偵察型，30%是截擊型，10%是雙座教練型。除在前蘇聯空軍中服役外，在冷戰時期曾出口過敘利亞、伊拉克、印度等國家，仍活躍在這些國家的空軍。
米格-25於20世紀50年代末開始設計，它的研製主要是為了對付美國的研發中的XB-70“瓦爾基里”轟炸機與A-12/SR-71“黑鳥”高空高速偵察機，這種偵查機的最高速度同樣達到3馬赫，普通的截擊機根本無法追上。1961年，米格-25原型機在試驗中創造了在22670米的升限以3000千米/小時飛行的世界紀錄，當時世界上任何一架飛機都無法達到這一性能。
米格-25的氣動佈局與以前的米格飛機的傳統風格有較大差別，採用中等後掠上單翼、兩側進氣、雙發、雙垂尾佈局，這是該設計局與蘇聯中央空氣流體動力學研究院共同的研究成果。
米格的第一種超音速戰鬥機米格-19在零攝氏度的空氣中以馬赫1.3飛行時，機首與氣流摩擦生熱，溫度達到72攝氏度。而在以馬赫2.05飛行的米格-21上，這一溫度上升到107攝氏度。估算得出馬赫3時，這一溫度將達到300度。這使得在飛機的結構要採用耐熱而不能太重的金屬材料，這個問題還算好解決，因為當時蘇聯的金屬應用技術已相當完善。但當時蘇聯卻沒有一種半導體能夠在65攝氏度以上的溫度裡工作。因此想飛3倍音速，必須解決這一問題。經米格設計局與有關科研部門及廠家合作，研製米格-25的前期可行性準備得以完成 。
高溫是米格-25 研製中面臨的另一挑戰，最大飛行速度下飛機表面駐點溫度高達 300℃以上，鋁合金只能承受 140℃，必須選用新材料和新工藝。發動機在某些工作狀態下，個別部件的溫度超過 1,000℃，為防止熱傳入飛機內部，發動機艙用鍍銀的防熱隔板包住。鍍層厚 30 微米，鍍層吸熱係數為 0.03~0.05，每架飛機耗銀 5 千克，所吸的 5%的熱量又藉助於玻璃纖維隔熱毯防止傳給機身油箱。
駕駛艙和設備艙採用通風冷卻。飛行員借專用的空氣噴頭提供的冷卻空氣降溫，風擋由導流環噴出的空氣冷卻。雖然艙內溫度仍較高，但飛行員認為可以接受，只是必須帶手套才能工作。冷卻系統的設計功率為 18~24 千瓦。從發動機壓氣機引出的 700℃的空氣，通過進氣道內的空氣-空氣熱交換器、燃油系統的熱交換器（用耐高溫燃油 T-6 作熱沉）和空氣-蒸氣熱交換器（蒸發水-甲醇混合液）後，至設備艙入口處時溫度已降為 -20℃，從而使艙內工作溫度保持在 50~70℃。
以當時為高空無人駕駛飛機研製的低增壓比試驗型渦噴發動機 15K 為基礎，由米庫林/圖曼斯基設計局按米格-25 的設計要求進行改進。據負責發動機改型的型號總設計師費·烏-蘇霍夫稱，改型設計的工作量很大，為增大喘振裕度修改了壓氣機；為適應高空工作重新設計了燃燒室；渦輪前溫度提高了 50℃；消除了加力燃燒室的燃燒振動；採用了三種工作狀態的可調噴口。改型發動機實際上只保留了原來的機匣，編號為 R-15-300。
生產型 R-15B-300 系採用 5 級壓氣機和 1 級渦輪的加力渦噴發動機，增壓比為 7，最大推力 86.24 千牛，加力推力 109.76 千牛。發動機原採用液壓機械推力調節系統，但 E-150/-152試飛發現，在飛機急劇爬升時該系統表現出明顯慣性，在由小油門（150 公斤/小時）迅速增加到大油門（15,000 公斤/小時）時不能保證充分供油。於是通過 1963~1964 年在圖-16LL 發動機試飛臺上試飛之後，改用了 RRD-15B 綜合多功能電調系統，它能自動監測 6 個參數，十分可靠。飛機燃油系統中的主要執行機構也由液壓助力器改為電磁閥。
米格-25的主要武器是專門為其配套研發的 R-40 遠距空對空導彈，該導彈由馬圖斯·比斯諾瓦特領導的第 4 試驗設計局於 1962 年二月開始研製，於 1969 年研製成功並投入批量生產，1970 年開始裝備米格-25P，該導彈為前蘇聯第二代遠程空對空導彈，其體積碩大，是當時世界上最大的空對空導彈之一，整體氣動佈局與之前的 R-8/98 十分類似，但其重量達到了半噸之巨，彈體長達 5.8 米（改進型更是長達 6.3 米），該彈採用鴨式佈局，四對氣動面呈 X-X 形佈置，主氣動面面積十分巨大，從導彈中部靠前的位置開始一直延伸到導彈尾部，翼展達到了 1.45 米，這樣的氣動佈局加上細長的彈體外型，為其提供了良好的高速方向穩定性，從而使得 R-40 成為了一枚非常適宜進行高速攔射的中距空空導彈，但囿於巨大的體積和過剩的方向穩定性，R-40 在攻擊高機動性目標時，其效能較差。
R-40 導彈有兩種不同的制導模式，通過在地面更換導引頭的方式實施切換，其中，半主動雷達制導的型號被稱作 R-40R，該彈採用中繼指令遙控制導和末端半主動雷達尋的制導相結合的複合制導模式，這使得米格-25 可以在雷達獲取目標方位之後即發射導彈進行攻擊，在導彈飛行過程中利用雷達對目標方位變化的監測對導彈實施遙控制導，並在制導的同時繼續對目標實施迫近，待到飛機與目標距離進入彈載半主動雷達尋的裝置作用範圍內時再實施燒穿制導，從而使得導彈的有效射程成功突破了彈載半主動雷達尋的裝置作用距離的限制，使得米格-25擁有了真正意義上的超視距攔射能力，在米格-25P 的時代，由於雷達性能的限制，R-40R 的有效射擊距離只有40公里左右，而在米格-25PD 服役以後，R-40R 在更換了導引頭之後，其有效射程幾乎翻了一倍，達到了 75 公里，其作戰效能有了很大的提高。R-40 的被動紅外末制導型號被稱作 R-40T，其與 R-40R 一樣採用了無線電指令的中繼制導模式，但由於 60 年代紅外製導技術的限制，R-40T 的紅外製導裝置只能導引導彈對目標紅外特徵較為明顯的尾部發起有效打擊，只有在打擊如黑鳥這種氣動加熱十分明顯的高速目標時，R-40T 才能進行有效的迎頭攔射，同時，由於紅外製導裝置的作用範圍有限，使得 R-40T 的射程只有 R-40R 的一半左右（基本型射程 20 公里，改進型 50 公里）。
米格-25P 的雷達可以說是“好事多磨”，這種被稱為“旋風”A 的大型火控雷達與蘇聯同期裝備另外兩種截擊機使用相同的核心處理設備，但由於各自頭部空間的不同而使用了不同的天線，其中米格-25P 使用的是天線孔徑最大的型號，其雷達本體重量達到半噸，使用的倒置卡塞格倫天線孔徑超過 1 米，堪稱當時機載雷達中的“巨無霸”，然而，由於蘇聯相對落後的電子工業水平，旋風 A 雷達雖然有著碩大的體積，但其功能卻十分的單一，幾乎可以用簡陋來形容，其掃描線基本與機身軸線重合，完全不具備下視-下射能力，以其超過一米的超大雷達孔徑，對典型轟炸機目標的探測距離卻只有 100 公里。究其原因，還是出在其落後的基本結構上，旋風 A 雷達的基本電子元件以巨大的真空管為主，雖然其標稱峰值功率高達 600 千瓦，但絕大部分以熱量的形式散失掉了，其功率利用率很低而且由於真空管雷達的波束控制能力低下，導致雷達只能以單脈衝體制進行簡單的對空搜索，而當捕獲目標以後，該雷達只能以單目標跟蹤模式對目標鎖定並導引機載導彈發起攻擊，憑藉著巨大的體積，旋風 A 雷達擁有了 120° 的水平扇面的搜索範圍，12° 的俯仰搜索範圍，並具有自動搜索/跟蹤的能力，整個雷達系統可以直接通過經過升級的空氣自動化截擊系統與地面指揮站進行作戰信息的交互。
米格-25戰鬥機在獲得極高讚譽的同時，無邊的詆譭和貶低也如影隨形，它是人類歷史上最富個性的飛機之一：米格-25應高空的威脅而生，其設計初衷原是為了在兩萬米以上的高空截擊入侵的地方偵察機和轟炸機，然而，在它1,300 餘架的生產份額中，卻有 60% 是偵察型或偵查轟炸型，高空高速的巨大突防優勢使得這架本來是用於守衛蘇維埃領空的巨大戰鬥機最終卻只是把截擊當成了“副業”，由一面堅厚的盾牌，搖身一變，成為了刺穿敵方防控體系的一支利矛。
米格-25有著無與倫比的高空性能，但中低空性能及機動性能就差勁了。該型很好地達到並滿足了蘇空軍提出的高空高速範圍裡的要求，但她卻始終未達到其他部分的設計要求。發動機耗油量巨大使得航程受限、機動性很差，截擊型帶導彈高速飛行時仍存在穩定的問題，所以截擊型不能像偵察型那樣飛3.2馬赫，最大速度限制在 2.8馬赫。米格-25戰鬥機可以說是集中人力物力，研製純單一用途戰鬥機的典型例子。
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