用於遂行空中偵察任務，以獲取軍事情報資訊的飛機。按遂行任務分為戰略偵察機和戰術偵察機。此外還可分有人駕駛、無人駕駛和小型無人機等類型。戰略偵察機的特點是航程遠，高空性能好，偵察設備完備，隱蔽性好，能深入敵後方地域，對重要目標實施戰略偵察。20世紀50年代以後，戰略偵察機多是專門研製的。戰術偵察機的特點是具有較好的低空高速性能，機上裝有遂行任務所需的偵察設備。它通常由殲擊機改型而成。
美國TR–1偵察機
偵察機裝有各種情報信息收集設備，其中包括航空照相機、前視或側視雷達、電視和紅外偵察設備等，有的還裝有實時情報處理和傳輸裝置。偵察機一般都裝有較完備的導航設備和其他航空電子設備，有的還裝有電子偵察和電子幹擾設備。偵察機可進行目視偵察、成像偵察和電子偵察，其中成像偵察是主要的偵察方式。成像偵察包括可見光照相、紅外照相與成像、雷達成像、微波成像和電視成像等。
飛機在軍事上的最初應用，就是進行偵察。第一次世界大戰期間，偵察機用來遂行戰術偵察任務。第二次世界大戰期間，偵察機已可用來遂行戰略偵察任務。在大戰末期，出現瞭用於偵察敵方雷達站和無線電臺的電子偵察機。20世紀50年代，偵察機的飛行性能顯著提高，偵察設備功能大為增強。如美國的U–2高空偵察機的實用升限超過2萬米，續航時間可達8小時左右。該機能進行照相偵察和電子偵察，飛行高度2萬米時照相偵察覆蓋范圍為左右各75千米，電子偵察距離約600千米。60年代，出現瞭3倍聲速的偵察機，如美國的SR–71和蘇聯的米格25R，其偵察設備先進，探測范圍大。SR–71可對飛機一側數百千米縱深進行偵察，照相偵察1小時的偵察范圍可達15萬平方千米。80年代，美國研制出TR–1偵察機。其實用升限超過2.5萬米，續航時間達12小時，機上裝有完備的偵察設備。從90年代開始，一些國傢已在探索發展飛行速度為5馬赫左右、升限超過3萬米的高空高速偵察機的可行性。
現代戰爭中，信息鬥爭日趨激烈。在空天地一體化的信息網絡中，偵察機起著十分重要的作用，因而其發展備受重視。特別是無人偵察機具有效費比高、使用靈便和無人員傷亡等優點，更加引起軍界的廣泛關註。2001年10月17日，美國用掛裝導彈的“捕食者”無人駕駛飛機對阿富汗地面目標實施攻擊，開創瞭偵察機實現“偵打結合”的先例，對偵察機的發展產生新的影響。