侦察机一般不携带武器，主要依靠自身的高速性能和加装电子对抗装备来提高生存能力。它通常装有航空照相机、前视或侧视雷达和电视、红外线侦察设备，有的还装有实时情报处理设备和传递装置。侦察设备装在机舱内或外挂的吊舱内。
侦察机可进行目视侦察、成相侦察和电子侦察。成相侦察是侦察机实施侦察的重要方法，它包括可见光照相、红外照相与成相、雷达成相、微波成相、电视成相等。
侦察卫星的出现，取代了相当一部分侦察机的作用。另外由于防空导弹的发展，使侦察机深放敌方的飞行变得越来越危险。但侦察机仍得到继续发展。目前有人驾驶侦察机主要执行在敌方防空火力圈之外的电子侦察任务，大部分深入敌方空域的侦察任务由无人驾驶侦察机来执行。侦察机的“隐身”技术正在得到应用和发展，以提高侦察机的生存能力。
在侦察机这个职业行当里，美国的U-2高空侦察机可算是资格老、名气大，能排“头把交椅”。如果说，U-2是以无可企及的高度名列前茅，那么美国的另一位行业新秀--SR-7l高空高速侦察机却以更高的高度和出色的速度饮誉天下。虽然他们在特定的历史环境中都扮演了不光彩的角色，但单纯地从科学技术的范畴看，他们无疑是这个领域的佼佼者。
无人侦察机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。它最早出现于20世纪20年代，当时是作为训练用的靶机使用的。无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。
无人机的飞速发展和广泛运用是在海湾战争后。新翼型和轻型材料大大增加了无人机的续航时间：采用先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度和数字化传输速度：先进的自动驾驶仪使无人机不再需要陆基电视屏幕领航，而是按程序飞往盘旋点，改变高度和飞往下一个目标。新一代的无人机能从多种平台上发射和回收，地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变无人机的航向。而其他一些更先进的技术装备、如高级窃听装置、穿透树叶的雷达、提供化学能力的微型分光计设备等，也将被安装到无人机上。
无人机分为侦察机和靶机。
侦察机用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等；也可民用，如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾隋监视、交通巡逻、治安监控等。
靶机可作为火炮、导弹的靶标。
随着电子技术的进步，无人机在担任侦查任务的角色上开始显露出无与伦比的重要性。目前，世界上已经有32个国家研制出了50多种无人机，有55个国家装备了无人机。在无人机的研制上，美国走在了世界的最前面，已经开发出空军与海军的验证机。波音公司是美国的主要无人机制造商之一。
二、经典侦察机及无人侦察机
U-2侦察机（美国）
被人称为“神秘女郎”的美国U-2飞机就是一种典型的战略侦察机。1956年4月的一天，美国航空咨询委员会举行新闻发布会，宣称：一种用来研究湍流及气象方面的情况的飞机已研制成功。这种被称为U-2的飞机全部由该机制造厂洛克希德公司雇来的非军人飞行员驾驶。那么U-2究竟是什么货色呢？其实，美方的新闻发布会完全是一个骗局，它的目的就是遮人耳目。实际上，U-2就是本领高强的空中间谍。U-2侦察机是一种瘦长形的黑色飞机，装有巨型航空摄影机，在20000米高空拍照，照片不仅十分清晰而且具有很强的立体感。同时，U-2侦察机具有高空飞行侦察的本领，它的实用升限为22870米，令各种地对空导弹鞭长莫及，即便是性能优越的战斗机也无法达到20000米以上的高空进行拦截。U-2的巡航速度可达每小时800千米以上，续航时间为8小时。正是它卓越的间谍本领，1956年一装备部队就为美国军方源源不断地提供了情报。
说到U-2，不得不承认它的隐身性能相当突出：第一，全身上下涂满黑漆色，以减少对方的观察；第二，尺寸较小；第三，外形采用圆滑过渡，能有效地避免被对方探测；第四，长长的机翼使它发生谐振。U-2机长19.20米，翼展31.39米，机高4.88米，最大起飞重量为18140公斤，最大速度大于691公里/小时，升限约27400米，航程大于4800公里，动力装置有1台普惠公司的J75-P-13B涡轮喷气发动机，其静推力为7710公斤。
在低可探测性技术方面，最早有用的工作直到20世纪50年代末才开始做。1958年春到1959年夏末在制订U-2后继机的计划时，洛克希德公司的凯利·约翰逊设计小组研究了减缩雷达截面积的措施。随着进一步的发展，这种飞机在20世纪60年代末期和70年代初期又出现了几种新的改进型。由于都要顾及它的高空性能，因而改进主要是气动方面下功夫。其中一项重大改进之处，是采用了一种新的含有吸收雷达波的涂料，并采用挡板来改变红，外辐射方向，这是红外隐身的雏形。
SR-71“黑鸟”侦察机（美国）
1964年12月22日，SR-7l“黑鸟”首次试飞，并于1966年1月开始在美国空军的战略侦察联队服役。1990年1月26日，由于美国国防预算降低和操作费用高昂，美国空军将SR-71退役，但在1995年又编回部队，并于1997年展开飞行任务，1998年SR-7l永久退役。
SR-7l仍然是世界上最快的飞机，并且保有两项纪录：1976年7月28日当天，一架SR-71创下时速3529.56千米的速度纪录，以及25929米的高度纪录。它可以在约24千米的高空，以约每秒72平方千米的速度扫视地表。SR-71也保有在1974年9月1日创下的从纽约到伦敦的纪录：1小时54分56.4秒。而协和式客机飞行同样的路程要3小时20分钟，即使最快的次音速客机波音747也需要7小时。）
SR-7l是第一种成功突破“热障”的实用型喷气式飞机。“热障”是指飞机速度快到一定程度时，与空气摩擦产生大量热量，从而威胁到飞机结构安全的问题。所以机身采用低重量、高强度的钛合金作为结构材料；机翼等重要部位采用了能适应受热膨胀的设计，因为SR-7l在高速飞行时，机体长度会因为热胀伸长30多厘米；油箱管道设计巧妙，采用了弹性的箱体，并利用油料的流动来带走高温部位的热量。尽管采用了很多措施，但SR-71在降落地面后，油箱还是会因为机体热胀冷缩而发生一定程度的泄漏。实际上，SR-71起飞时通常只带少量油料，在爬高到巡航高度后再进行空中加油。
SR-71的背脊是一个独特而有趣的特征。平滑且渐缩的外形能将最多的雷达束反射至其他方向。它的主翼内侧蒙皮的主要部分其实是皱纹状的。热膨胀会使平滑的蒙皮撕裂或卷曲，而将蒙皮做出皱折让它能向垂直方向伸展，避免应力过强，同时也增强纵向强度。
SR-71上装有先进的电子和光学侦察设备，但都处于绝对保密的状态，外界了解甚少。它的主要任务载荷包括侦察照相机、红外和电子探测器、合成孔径侧视雷达等。
“全球鹰”无人侦察机（美国）
“全球鹰”无人机是美国诺斯罗普·格鲁曼公司研制的高空高速无人侦察机。“全球鹰”体积庞大、双翼直挺，翼展超过波音747飞机，球状机头将直径达1.2米的雷达天线隐藏了起来。“全球鹰”机载燃料超过7吨，最大航程达25945千米，自主飞行时间长达41小时，可以完成跨洲际飞行，可在距发射区5500千米的目标区域上空停留24小时进行连续侦察监视（U-2侦察机在目标上空仅能停留10小时）。“全球鹰”飞行控制系统采用GPS全球定位系统和惯性导航系统，可自动完成从起飞到着陆的整个飞行过程。
“全球鹰”有“大气层侦察卫星”之称，机上装有光电、高分辨率红外传感系统、CCD数字摄像机和合成孔径雷达。光电传感器，工作在0.4微米~0.8微米的可见光波段；红外传感器工作在3.6微米~5.0微米的中波段红外波段；合成孔径雷达，工作在x波段。“全球鹰”能在2万米高空穿透云雨等障碍连续监视运动目标，准确识别地面各种飞机、导弹和车辆的类型，甚至能清晰分辨出汽车轮胎的齿轮；对于以每小时20千米到200千米速度行驶的地面移动目标，可精确到7米。
“全球鹰”于1994年开始研制，1998年3月样机试飞，2001年春天才通过了系统设计，11月就匆匆投入了对塔利班的军事打击行动。在阿富汗战争中，“全球鹰”无人机执行了五十多次作战任务，累计飞行1000小时，提供了一万五千多张敌军目标情报、监视和侦察图像，还为低空飞行的“捕食者”无人机指示目标。
伊拉克战争打响后，“全球鹰”再次出征。战争中，美军只使用了2架“全球鹰”无人机，却担负了452次情报、监视与侦察行动，为美军提供了可靠的战场数据。在伊拉克战争期间，“全球鹰”执行了15次飞行任务，提供了4800幅图像。美空军利用“全球鹰”提供的目标图像情报，摧毁了伊拉克13个地空导弹连、50个地空导弹发射器、70辆地空导弹运输车、300个地空导弹箱和300辆坦克。