为捕捉到地面微小、难以发现的目标，观测机一般使用低速、可稳定飞行的小型飞机或直升机。在越战中，美军为侦察隐藏在森林内游击队的情况，曾用过螺旋桨飞机充当观测飞机。最近，不易被敌人雷达发现、价格便宜、可即时传送有关战场录像的无人驾驶飞机已经实用化。

在冷战期间，P-3C等反潜巡逻机是巡逻机的主力，它用声纳探测在海中高速、长期潜航的核潜艇，然后用鱼雷加以攻击。

在前线用雷达探测敌人的装甲部队等地面目标，并立即用数据传送给指挥所的杰斯塔斯是用于监视战场的大型电子对抗机。预警飞机是一个空中雷达站，对空中进行监视，并为友军的截击机导航。同杰斯塔斯一样，可以在民航机的机体上安装预警通信电子设备。美国空军的E-3A是有代表性的预警飞机。