偵察機一般不攜帶武器，主要依靠自身的高速性能和加裝電子對抗裝備來提高生存能力。它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。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。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。
偵察衛星的出現，取代了相當一部分偵察機的作用。另外由於防空導彈的發展，使偵察機深放敵方的飛行變得越來越危險。但偵察機仍得到繼續發展。目前有人駕駛偵察機主要執行在敵方防空火力圈之外的電子偵察任務，大部分深入敵方空域的偵察任務由無人駕駛偵察機來執行。偵察機的“隱身”技術正在得到應用和發展，以提高偵察機的生存能力。
在偵察機這個職業行當裏，美國的U-2高空偵察機可算是資格老、名氣大，能排“頭把交椅”。如果說，U-2是以無可企及的高度名列前茅，那麼美國的另一位行業新秀--SR-7l高空高速偵察機卻以更高的高度和出色的速度飲譽天下。雖然他們在特定的曆史環境中都扮演了不光彩的角色，但單純地從科學技術的範疇看，他們無疑是這個領域的佼佼者。
無人偵察機是一種由無線電遙控設備或自身程序控製裝置操縱的無人駕駛飛行器。它最早出現於20世紀20年代，當時是作為訓練用的靶機使用的。無人機用途廣泛，成本低，效費比好；無人員傷亡風險；生存能力強，機動性能好，使用方便，在現代戰爭中有極其重要的作用，在民用領域更有廣闊的前景。
無人機的飛速發展和廣泛運用是在海灣戰爭後。新翼型和輕型材料大大增加了無人機的續航時間：采用先進的信號處理與通信技術提高了無人機的圖像傳遞速度和數字化傳輸速度：先進的自動駕駛儀使無人機不再需要陸基電視屏幕領航，而是按程序飛往盤旋點，改變高度和飛往下一個目標。新一代的無人機能從多種平台上發射和回收，地麵操縱員可以通過計算機檢驗它的程序並根據需要改變無人機的航向。而其他一些更先進的技術裝備、如高級竊聽裝置、穿透樹葉的雷達、提供化學能力的微型分光計設備等，也將被安裝到無人機上。
無人機分為偵察機和靶機。
偵察機用於完成戰場偵察和監視、定位校射、毀傷評估、電子戰等；也可民用，如邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災隋監視、交通巡邏、治安監控等。
靶機可作為火炮、導彈的靶標。
隨著電子技術的進步，無人機在擔任偵查任務的角色上開始顯露出無與倫比的重要性。目前，世界上已經有32個國家研製出了50多種無人機，有55個國家裝備了無人機。在無人機的研製上，美國走在了世界的最前麵，已經開發出空軍與海軍的驗證機。波音公司是美國的主要無人機製造商之一。
二、經典偵察機及無人偵察機
U-2偵察機（美國）
被人稱為“神秘女郎”的美國U-2飛機就是一種典型的戰略偵察機。1956年4月的一天，美國航空谘詢委員會舉行新聞發布會，宣稱：一種用來研究湍流及氣象方麵的情況的飛機已研製成功。這種被稱為U-2的飛機全部由該機製造廠洛克希德公司雇來的非軍人飛行員駕駛。那麼U-2究竟是什麼貨色呢？其實，美方的新聞發布會完全是一個騙局，它的目的就是遮人耳目。實際上，U-2就是本領高強的空中間諜。U-2偵察機是一種瘦長形的黑色飛機，裝有巨型航空攝影機，在20000米高空拍照，照片不僅十分清晰而且具有很強的立體感。同時，U-2偵察機具有高空飛行偵察的本領，它的實用升限為22870米，令各種地對空導彈鞭長莫及，即便是性能優越的戰鬥機也無法達到20000米以上的高空進行攔截。U-2的巡航速度可達每小時800千米以上，續航時間為8小時。正是它卓越的間諜本領，1956年一裝備部隊就為美國軍方源源不斷地提供了情報。
說到U-2，不得不承認它的隱身性能相當突出：第一，全身上下塗滿黑漆色，以減少對方的觀察；第二，尺寸較小；第三，外形采用圓滑過渡，能有效地避免被對方探測；第四，長長的機翼使它發生諧振。U-2機長19.20米，翼展31.39米，機高4.88米，最大起飛重量為18140公斤，最大速度大於691公裏/小時，升限約27400米，航程大於4800公裏，動力裝置有1台普惠公司的J75-P-13B渦輪噴氣發動機，其靜推力為7710公斤。
在低可探測性技術方麵，最早有用的工作直到20世紀50年代末才開始做。1958年春到1959年夏末在製訂U-2後繼機的計劃時，洛克希德公司的凱利·約翰遜設計小組研究了減縮雷達截麵積的措施。隨著進一步的發展，這種飛機在20世紀60年代末期和70年代初期又出現了幾種新的改進型。由於都要顧及它的高空性能，因而改進主要是氣動方麵下功夫。其中一項重大改進之處，是采用了一種新的含有吸收雷達波的塗料，並采用擋板來改變紅，外輻射方向，這是紅外隱身的雛形。