作戰支援飛機是為殲擊機、強擊機、戰略轟炸機等作戰飛機提供各種技術支援的飛機，包括偵察機、預警機、空中加油機、電子對抗飛機、教練機和無人駕駛飛機、反潛巡邏機等。
偵察機
偵察機是專門用于從空中獲得情報的軍用飛機。按任務范圍分為戰術和戰略兩類偵察機。戰術偵察機通常由戰斗機改裝而成，戰略偵察機是為獲取戰略情報而專門設計的。偵察機載有航空照相機、微波成像、側視雷達和電視、紅外偵察設備等，主要進行成像偵查。一般不裝備有武器彈藥。因此，偵察機的飛行高度和速度都大大超過其他種類的飛機。例如美制SR-71偵察機（現已退役）高空高速戰略偵察機的飛行偵查高度為25000米，最大飛行速度為3.2倍音速。
預警機
預警機適用于搜索、監視空中或海上目標，并指揮引導已方飛機執行作戰任務的飛機。通常由有戰略運輸機假裝預警雷達、情報處理、指揮控制、通信導航、電子戰等設備改裝而成，具有良好的探測低空，超低空目標的性能和便于機動等特點。可以同時搜索、跟蹤方圓數百千米的大小目標。例如在海灣戰爭中以美制E-3空中預警機為代表的預警機保證了多國部隊11萬架次飛機的飛行和作戰，顯示了預警機的巨大作用。
空中加油機
空中加油機是專門給飛行中的飛機或是直升機補加燃料的飛機，可加大作戰飛機的航程和提高其作戰能力。一般由大型運輸機或戰略轟炸機改裝而成。例如美制KC10A加油機可在空中輸油90.7噸。
電子對抗飛機
電子對抗飛機是專門用于對抗敵方雷達、無線電通信和電子制導等系統，實施電子偵察、電子干擾或攻擊的作戰飛機的總稱。通常用其他軍用機改裝而成。可分為RC-135戰略偵察機、電子干擾及和反雷達飛機。電子偵察機可偵查敵方雷達、通信等性能參數及數據；電子戰飛機和反雷達飛機是在電子偵察機的基礎上實施強烈干擾，造成敵方雷達癱瘓、通信中斷、制導武器失靈，或者使用反輻射導彈摧毀敵方電子系統和雷達系統，從而保證已方作戰飛機的安全。
教練機
教練機是專門用于訓練飛行人員的飛機。其座艙內安裝有兩套供教練員和學員學習、使用的座椅及互相聯動的操縱機構。一般由戰略轟炸機或戰略運輸機配用訓練專用技術設備改裝而成，可分為初級訓練教練機、基本訓練教練機和高級訓練教練機。新一代教練機多為亞音速飛機，多用途，兼有對敵攻擊能力。
反潛巡邏機
反潛巡邏機是主要用于海上巡邏和反潛的海軍飛機。有岸基反潛巡邏機和水上反潛巡邏機，主要是岸基反潛巡邏機。具有航程遠，續航時間長，低空性能好，載彈量大等特點。現代反潛巡邏機的談錢設備，分為聲探潛設備和非聲探潛設備。反潛巡邏機的發展主要是增大航程，采用更先進的搜潛攻潛手段。
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