侦察机

二战以前

侦察机的历史比战斗机还要早，在飞机首次使用于战场上之前，许多国家已经使用气球协助炮兵射击与标定目标。第一次世界大战时飞机加入战场的最初任务就是搜集与探查敌人的可能位置与动向，这可以说是最早的侦察机运用的阶段。
到了第二次世界大战时期，侦察机的重要性和运用普遍为各国家所接受，而任务型态也从原先为炮兵伙伴标定目标与观测射击效果外，还扩大到对假想敌或者是交战国的军事与生产的侦查，对敌人部队或是舰队的搜寻，对战场或是作战结果的情报与资料搜集等等。照相机在这个阶段取代肉眼和望远镜成为主要的情报搜集工具。另外一方面，电子情报的搜集与分析也在这时候开始萌芽。早期的电子情报侦查的例子有英国利用威灵顿轰炸机搜集德国夜间战斗机上面所装设的雷达的情报。
这时候使用的侦察机包括由战斗机或者是轰炸机改装，专门发展的机种，有些国家为了应付战局的需要，甚至是任何可以使用的机种都有机会做为侦察机。德国大力发展第一架喷射轰炸机Ar 234的原因之一就是为了要能够突破英国的空防，以拿到军方迫切需要的盟军登陆的可能情报，只不过当德国可以使用她做侦查之际，盟军也刚好在诺曼底登陆了。

二战以后

二次世界大战之后侦察机的任务与发展起了很大的变化，大致上可以区分成几个阶段的变化。
第一个阶段的变化是侦察机的任务逐渐区分为战术与战略侦查这两类。战略侦查任务针对的是本国以外的其他国家与地区的侦查，包括对于各种设施，建设，活动等等的侦查与情报分析，这些情报不一定是军事方面的情报，譬如说某个国家的电力使用，农作物的收成，交通线的开发等等。
战术侦查任务则集中针对战场上其他军队在战线上与战线后方的活动与变化。譬如说军队的调动，防线的变化，补给地区的调查等等。
第二个阶段的变化与侦察机本身的发展无直接关系，但是有极大的影响，那就是侦察卫星的引入与使用。侦察机，尤其是担任战略侦查任务的机种需要进入或接近其他国家的领土或者是领海空域，这种行为无疑的会引发被侦查的国家的抗议，严重的时候还可能引发反击的行为，最近的例子首推中国的歼-8战斗机与美国EP-3电子侦察机相碰撞的意外与死伤（见中美撞机事件）。冷战时期这一类的事件相当频繁，也制造诸多紧张的气氛。使用侦察卫星通过需要侦查的地区的同时，至少避免了现阶段被侦查国家的主动反击的手段，虽然紧张气氛是无法避免，自身的损伤却可以降低。但是卫星的使用有一些先天上的限制，也不是所有的国家都足以负担操作与设施的成本，因此对有能力使用卫星的国家来说，这个发展的影响比较大。
二次世界大战之后的侦查机搜集情报的种类逐渐成长。可见光照片依旧是一个重要的情报种类，利用红外线，雷达或者是电磁波接收系统搜集包括地形，资源，不良天候或者是可见度下的影像，雷达，通讯，广播等等的情报的重要性逐渐受到重视，侦察机的装备五花八门，照相机不再像过去一定出现在侦查机上，各类的天线往往也是某侦察机的外型辨识特征。

光学

以光学作为侦查手段的历史最久，可以从人类利用热气球自空中进行观测的手段算起。以光学进行侦查的方式又可以分为三种：以肉眼进行观察，以照相机拍摄连续或者是不连续的照片，以及使用摄影机
拍摄连续影片。比较新的系统的逐渐以电子资料取代过去使用的胶卷，优点包括降低重量，缩短任务完成后的处理时间，能够以接近即时的效率将结果传递到地面的接收单位。
光学侦查最常使用的波段是可见光与红外线，两者可以分开，也可以合并使用。

雷达

以雷达作为侦查手段可以概分为两类。一类是以雷达对地面或者是海面进行扫描，然后将结果影像化。另外一类是利用被动接收的方式，侦查地上或者是海上雷达的使用波段，频率变化，波束特性等等。后者也归类于电子作战当中的支援范畴当中。

无线电

以无线电作为侦查手段是以被动的方式接收无线电的讯号，经过纪录之后加以分析，作为其他任务或者是电子作战的参考资料。比较常见的接收讯号种类包括各类型的无线电通讯，导弹、火箭、飞机或者是其他重要系统试验时传回的各种资料讯号，这些资料讯号是提供设计者验证系统实际表现与预估之间的差距，对于进行侦查的一方来说，能够经由这些资料判断该系统的大致性能与特性。
冷战时期美国与苏联都会透过各种方式搜集对方弹道导弹，尤其是洲际弹道导弹试验时回传的资料，以便进行评估。

分类

侦察机可以分成战略侦察机与战术侦察机两类。

战略侦察机

战略侦察机是在二次世界大战之后才出现的机种。他所要侦查的情报不仅仅是目标国家或者是地区的军事力量，还包括维持这个军事力量与运作的相关资源的调查与情报搜集，譬如粮食，矿产，电力，交通网络等。执行侦测的时间也不限于战争发生前后。战略侦察机需要进入侦测国家或者是地区的领空内，因此滞空时间与航程的要求都比较高，携带的侦测器材也较为特殊。美国利用包括U-2与SR-71等战略侦察机以高空或者是高空高速的方式穿越他国领空侦查的方式，引起不少国际抗议的事件，同时也很可能引发冲突。各国逐渐以间谍卫星与无人飞机作为取代的工具。

战术侦察机

战术侦察机担任近距离或者是接近战场地区的情报搜集工作，从二战开始，许多战术侦察机是由战斗机或者是连络机等较小的军用机种加装侦查设备或者是特别改装为专业战术侦察机。