現代偵察監視系統主要由航天偵察、航空偵察、地（水）面偵察、水下偵察等分系統組成，在近期局部戰爭和資訊化戰爭特別是在海灣戰爭和伊拉克戰爭中得到了廣泛應用。
航天偵察
航天探測與偵察是指利用航天器在太空中飛行時對地球表面所進行的各種偵察。航天偵察系統主要由照相偵察衛星、飛彈預警衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星、核爆炸探測衛星和航天飛機、宇宙飛船等組成。航天偵察系統通常執行戰略偵察任務，必要時也可執行戰術偵察任務。
（1）航天偵察的特點
航天偵察有以下優點：
① 偵察面積大
如照相偵察衛星能在150～200千米的近地點將 40 000平方千米的地區拍攝在一張照片上。飛彈預警衛星能在距離地面 35 786 千米的同步軌道上連續監視整個地球表面的五分之二地區，電子偵察衛星可偵收半徑 2 000～3 000千米地區內的無線電信號。
②飛行速度快
偵察衛星的飛行速度達到7.9千米/秒，每90分鐘就可繞地球一圈，並且可以定期或連續監視某一個地區。
③ 偵察效果好
照相偵察衛星在大氣層外飛行，發動機停止工作，不會產生振動，拍攝的照片質量好。若採用多光譜照相，還能識別偽裝。飛彈預警衛星利用大氣層吸收了某些波長的紅外輻射的特徵，擋住了地面上煉鋼爐、森林火災等紅外輻射，只接受飛出大氣層的飛彈尾焰的紅外輻射，因而可以準確地對飛彈實施探測和跟蹤，預報彈道飛彈的飛行軌跡。
④偵察「合法」化
國際宇航聯合會在20世紀80年代曾經作出約定，太空與地球大氣層的分界點是地球表面以上100千米，以下為大氣層，屬於各個國家的領空；以上的空間就是我們所說的太空，太空屬於國際公有而不屬於任何國家的領空範圍。所以，航天偵察是目前唯一「合法」、「安全」的偵察手段（目前反衛星兵器還沒有完全達到實戰的水準）。
但是，航天偵察也有一些難以克服的缺點，比如由於衛星繞地球飛行是有規律的，在現代條件下很多國家都具備了對太空衛星飛行軌跡進行探測和計算的能力，其運行規律完全可以掌握，所以軍隊的行動是可以避開太空衛星探測的；還有就是其識別偽裝的能力差，因為其拍攝照片的距離太遠，很難像地面探測那樣識別偽裝；再有就是需要處理的資訊量特別大，其處理難度也就很大，對其情報資訊的及時性造成不小的影響。
（2）航天偵察兵器及其運用
航天探測器材種類非常繁多，幾乎所有用於地面探測的器材都可以改造之後用於航天偵察，更有一些航天探測所特有的器材，如：
① 照相偵察衛星
照相偵察衛星是在衛星上安裝各種類型的相機，拍攝地面目標獲取情報的一種偵察衛星。按其使用波長的不同，有可見光照相、紅外照相、多光譜照相和微波照相等。
可見光照相偵察衛星具有照片清晰、易於判讀等優點，但它受天氣影響較大，為了彌補不足，一般照相偵察衛星還同時裝備紅外、多光譜和微波照相設備，可以實施夜間偵察，具有識別偽裝的能力，特別是微波照相還具有一定的穿透地表層、森林和冰層的能力。
目前照相偵察衛星已發展到第六代，典型的以美國「鎖眼 12」（KH—12）為代表。「鎖眼 12」照相偵察衛星帶有先進的光電遙感器，尤其是採用熱成像和自適應電子技術，進一步提高了夜間偵察能力和情報資訊的準確性，地面分辨率可達 0.1 米，同時還具有變軌能力，可下降到120千米的軌道機動飛行，還可利用航天飛機在太空加註燃料。
② 電子偵察衛星
電子偵察衛星是探測和搜索無線電信號和雷達信號的監聽衛星，又稱電磁探測衛星，在這種衛星上裝有偵察接收機和磁帶記錄器，當衛星飛經敵方上空時，將各種頻率的無線電信號和雷達信號記錄在磁帶上或貯存在計算機里，在飛經本國地面站上空時，再回放將所偵察的情報發送回地面站，以測定雷達位置、信號特徵，竊聽和記錄敵軍事通信信號，確定電臺位置等。目前世界上只有美國、前蘇聯發射和使用了電子偵察衛星。早在海灣戰爭中，美軍就有9顆電子偵察衛星在軌道上工作，其中有最新一代的大型電子偵察衛星「大酒瓶」2顆，這些衛星能竊聽伊軍各指揮部甚至小分隊之間的無線電通話。
③ 飛彈預警衛星
飛彈預警衛星是部署在地球同步軌道上、裝有紅外敏感元件、能早期發現敵發射飛彈或其他飛行器並及時發出警報的衛星。其主要任務是：戰時，預報敵飛彈發射情報，或發射反導飛彈實施攔截；平時，監視其他國家飛彈和空間飛行器的發射試驗，兼顧核爆炸探測任務。只要部署 3 顆這樣的衛星，就能探測到除兩極以外地球上任何地方發射並飛出大氣層的飛彈，並自動把資訊傳遞給地面站。飛彈預警衛星在美軍內部稱為「國防支援計畫」（DPS）衛星，自工作以來已觀測到蘇、美、法及我國所進行的1 000多次飛彈發射。海灣戰爭中，美「愛國者」飛彈能成功攔截「飛毛腿」飛彈，主要歸功於飛彈預警衛星的及時發現。
④ 海洋監視衛星
海洋監視衛星是用來探測海上艦船和潛艇並對其進行跟蹤和監視的軍事衛星。其軌道較高，並多採用幾顆組網的偵察體制。如美國「白雲」系列海洋監視衛星由母子衛星組成，每組 4 顆。母星入軌後彈出 3 顆子星，形成一個星座。此衛星系統主要用於偵察水上和水下潛艇，監聽艦隻的雷達信號，確定艦隻位置，跟蹤艦隻活動，監視艦艇發射的巡航飛彈和潛射飛彈。美國現部署了4組16顆「白雲」系列衛星，形成了完整的海洋監視體系。
航空偵察
航空偵察是指利用航空飛行器（飛機、直升機、懸空氣球等）在空中飛行或懸停時所進行的探測與偵察。航空偵察系統主要包括有人駕駛飛機、無人駕駛遙控飛機、氣球和飛艇等。
（1）航空偵察的特點
航空偵察的主要優點有：
① 能發揮人的主觀能動性，靈活選擇偵察地區和目標，減少無用的數據和資料；
② 成本低，使用方便，可避免人員傷亡；
③飛行高度低，偵察效果好。
然而，航空偵察也具有易受各種防空火力的攻擊；和平時期飛越別國領空進行偵察活動，會引起外交糾紛；無人機操作、維護、控制難度大，且易受干擾等不足之處。
（2）航空偵察兵器及其運用
①有人駕駛偵察機
有人駕駛偵察機是空中偵察的主力，它可以攜帶可見光航空相機、紅外航空相機、側視成像雷達、電視攝像機、電子偵察設備等。有人駕駛偵察機通常分為兩類，一類是專門設計的，另一類是由各類飛機改裝的。專門設計的偵察機一般生存力強、速度快、實用升限高、偵察容量大、精度高，有的還具有隱形特點。如美國 SR—71 偵察機，最大時速可達 3 700 千米，目前還沒有比它更快的戰鬥機；前蘇聯的米格—25 偵察機，實用升限達 30 000 米，連地空飛彈都達不到這種高度。美軍在海灣戰爭中還秘密地投入使用了一種 TR3A 隱形高空戰術偵察機，該機採用了雷達隱形、紅外隱形、光學隱形、聲學隱形等多種隱形手段，對方很難發現其行蹤。另外，美國的 U—2 高空偵察機，自20世紀50年代服役以來，直到2003年的伊拉克戰爭、2011年法美英聯合空襲利比亞和 2013 年春天美國應對朝鮮進行核試驗期間仍在使用。
② 偵察直升機
偵察直升機能在狹小的場地起降，能緊靠指揮所部署，便于指揮員根據需要使用。能超低空飛行，有利於細緻、準確觀察。能懸停空中，便于從己方區域觀察監視敵縱深陣地行動。因此，世界先進國家都十分重視發展偵察直升機。目前，國外先進的偵察直升機有美國的OH—6A、OH—58A，法國的小羚羊、雲雀 2，前蘇聯的 MU—2 等。中國的武直—19（代號：黑旋風），也是具有世界領先水準的武裝偵察直升機。
③ 無人駕駛偵察機
無人駕駛偵察機是20世紀60年代初發展起來的，近期局部戰爭表明，無人駕駛偵察機具有比有人偵察機更多的優點：一是成本低。一架無人偵察機僅 50 萬～100 萬美元，而一架SR—71約為2400萬美元，二是減少人員傷亡。能用以完成危險性大、不宜使用有人機的偵察任務。三是體積小，發動機功率低，紅外輻射小，不易被發現和擊落。四是機動靈活，可在沒有機場的地方起飛。五是攜帶的偵察器材多，有人機攜帶的偵察器材，無人機均能攜帶。但無人駕駛偵察飛機也有易受無線電干擾、維護操作複雜、受地形影響大等缺點，一般與有人機互補而不能完全取代。目前外軍較先進的無人駕駛偵察機主要有美國的「蒼鷹」，以色列的「偵察兵」、「先鋒」等。在海灣戰爭、科索沃戰爭和伊拉克戰爭中，美軍出動了大量的無人駕駛飛機，擔負偵察監視及充當誘餌等作用。中國的彩虹—3、彩虹—4 和彩虹—5，也是具有世界領先水準的無人駕駛偵察機，不但能夠用於偵察監視，而且可以用於作戰。
④ 預警飛機
預警飛機是空中預警和控制飛機的簡稱，是空中偵察與監視系統的一個重要組成部分。預警機通常由機載及監視雷達、數據處理、數據顯示與控制、敵我識別、通信導航和無源探測等7個電子系統組成，具有低空性能好、監視範圍大、指揮控制能力強、生存能力強和靈活機動等特點，能夠集預警和指揮、控制、通信功能於一體，起到活動雷達站和空中指揮中心的作用。
目前國外投入使用的預警機主要有美國的 E—3A「哨兵」、E—2C「鷹眼」、E—8A 聯合監視飛機，前蘇聯的圖—126「苔蘚」和伊爾76「中堅」預警機等。E—2C是專門為美國海軍研製的艦載預警機，主要用於艦隊的遠程警戒和空戰的引導指揮。1982年，以色列在黎巴嫩和敘利亞進行的一場空戰，藉助 E—2C 預警機，創造了 80：0 的戰績。目前臺灣地區也購置了 6架E—2T預警機。我軍也于近年研製成功並開始裝備預警機，主要有空警—2000，空警—3000。
地面偵察
地面偵察在偵察系統中佔有相當重要的地位，高技術戰場上仍然離不開地面偵察。新一代地面偵察系統主要由裝甲偵察車、戰場偵察雷達、戰場偵察傳感器、地面監聽站、戰場竊聽器等組成。
水下偵察
對水中潛艇的探測，目前最有效的方法仍是使用聲吶探測。聲吶按作用和原理分為主動聲吶和被動聲吶。主動聲吶主動發射聲波，遇到目標時產生反射信號（回聲），被接收機接收並處理後，能在顯示幕上顯示出目標的方位和大小，有的還能根據回聲大小確定目標遠近。這種聲吶的優點是可以給潛艇定位，即使其停機也逃脫不掉。第二種是被動聲吶，只接收目標發出的噪聲，自身並不向外發射能量，當被測的潛艇停機時，就接收不到目標的資訊而使其漏網。按聲吶放置的位置，可分為艦載、機載和固定式三種。