飛行試驗中用於獲取試驗資料的整套設備。試飛測量和測量儀器的特點是測量的參數多、種類多、精度要求高，測量設備體積小、可靠性高、抗幹擾性強；機載設備應能適應劇烈的溫度變化、較大的振動和超載，並且使用靈活，易於維護，以適應使用和改裝次數多、試飛間隔時間短（20～30分鐘）的特點。測量系統一般由參數或圖像的測取、信號調節、信號傳輸、資料獲取、記錄、顯示、處理、監控和發送等設備組成。
內部參數測量系統 利用安裝在飛機上的各種傳感器、變換器、采集器、計算機和記錄裝置測量壓力、溫度、振動等參數值並用計算機進行處理。常用的記錄設備有磁帶記錄器、照相記錄設備、示波器和遙測地面站的記錄系統等。機載磁帶記錄器是機載測量系統的主要記錄設備。它能適應多種參數的測量記錄，凡能轉換為電量形式（電壓、電流）的任何物理量，經變換後均可記錄。其特點是被測參數頻帶很寬，可從直流到幾兆赫，存貯量大，易於實現自動化處理。常用的機載磁帶記錄器有模擬式和數碼式兩種形式。模擬磁帶記錄器常用於記錄瞬變信號，又分為直接記錄（精度5％）和調頻記錄(精度可達1％)兩種。數碼磁帶記錄器專門用於記錄數碼信號，一般用脈碼調制(PCM)和脈寬調制(PDM)，精度可達0.1％～0.01％，由編碼和譯碼精度決定，可直接輸入計算機進行自動處理。遙測系統利用無線電通信技術將測得的試驗數據發送到地面接收站進行記錄、顯示、監控和數據處理。機載設備除傳感器、信號調節器、采集器外還有發射機。地面系統由天線、接收機、解調裝置、地面磁記錄器以及以電子計算機為中心的數據處理設備等組成（見遙測技術、數據采集和處理）。
外部參數測量系統 通過影像記錄或雷達測量方式獲取飛機的影像、運動軌跡等參數。測量設備有：電影經緯儀、精密測量雷達、航空攝影機、錄像裝置和數據處理設備(見光學跟蹤測量系統、無線電跟蹤測量系統)。
影像系統 利用攝像、錄像和數據處理設備獲取飛行目標的內部或外部參數。一般由攝影機、攝像機、電子采集箱、記錄和處理設備等組成。根據不同試驗目的可使用不同的攝影機，如航空攝影機、高速攝影機、照相槍等，將目標拍攝下來，記錄在黑白或彩色膠片上。70年代以來廣泛采用錄像技術，用機載攝像機攝取目標圖像送入電子采集箱與內部參數數據一起記錄在錄像磁帶上，然後在地面由數據處理設備進行處理，即可獲得所攝目標的圖像和有關的內、外部參數值。影像系統在飛行試驗中多用於武器系統試驗、起飛著陸試驗、彈射救生試驗等。
飛機試飛時所采集的主要參數均匯集到控制艙和顯示裝置，並通過遙測系統送到地面飛行監控中心。試驗工程師實時監控和分析試驗的全過程，必要時對飛機發出工作指令。