專門用於從空中獲取情報的軍用飛機。是現代戰爭中的主要偵察工具之一。按遂行任務範圍，可分為戰略偵察機和戰術偵察機。戰略偵察機一般具有航程遠和高空、高速飛行性能，用以獲取戰略情報，多是專門設計的。戰術偵察機具有低空、高速飛行性能，用以獲取戰役戰術情報，通常用殲擊機改裝而成。
偵察機一般不攜帶武器，通常裝有航空照相機、側視雷達和電視、紅外偵察設備，有的還裝有即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。
飛機在軍事上的最初應用是進行偵察。第一次世界大戰中，偵察機被用來遂行戰術偵察任務，機上裝有航空照相機和煙火發光器材。第二次世界大戰中，使用偵察機遂行瞭大量的戰略偵察和戰術偵察任務。有些偵察機裝有高空航空照相機，可進行垂直照相和傾斜照相，有的還裝有雷達偵察設備。大戰末期出現瞭電子偵察機。50年代，偵察機的飛行性能顯著提高，飛行速度超過音速，機載偵察設備也有很大改進。拍攝目標後幾十秒鐘就能印出照片，並可用無線電傳真傳送到地面。還出現瞭一些專門研制的偵察機，如美國的U-2。60年代，研制出3倍音速的戰略偵察機，如美國的SR-71(見彩圖)和蘇聯的米格-25P等。SR-71的最大飛行速度超過M3.0，實用升限達2.5萬米左右，照相偵察1小時的拍攝范圍可達15萬平方公裡。戰術偵察機的性能也有很大提高，有的裝有分辨力較高的側視雷達，從飛機一側偵察的地帶寬度達數十公裡。無人駕駛偵察機在越南戰爭和幾次中東戰爭中，都曾經廣泛使用，並發揮瞭較好的作用。
美國SR-71偵察機
偵察衛星出現後，偵察機仍將繼續發展。80年代初，有的國傢著手研制飛行速度為M5.0左右、升限超過3萬米的高空高速偵察機。光學、電視、紅外、激光等機載偵察設備的性能將不斷提高，機載實時情報傳輸系統和處理系統將進一步改進。今後，可能出現具有較強自衛能力的武裝偵察機；無人駕駛偵察機將得到更廣泛的應用。
蘇聯米格-25P偵察機