所謂定向能武器，是指利用沿一定方向發射與傳播的高能射束攻擊目標的一類新型兵器，又稱射束武器或能束武器。
定向能武器的主要優點有：它可把能量高度集中的射束以光速或接近光速直接射向目標；瞬發即中，使目標難以躲避；控制射束能快速地轉換攻擊方向，反應靈活；一般只對目標本身或其中某一部位造成破壞，絕不殃及其他部位，而不會像核武器、生化武器或化學爆炸性武器那樣產生大範圍的附加損害和破壞；有些定向能武器只用作軟殺傷。因此，定向能武器既可用於干擾目標發揮功能作用的電子戰，又可用於直接破壞或摧毁目標的戰術和戰略防禦，如攔截飛機、衛星和各種飛彈。
定向能武器包括雷射武器、電磁脈衝武器（含電磁飛彈）和粒子束武器三種。
1．雷射武器
根據雷射器輸出功率的大小，雷射武器可以區分為低能雷射武器和高能雷射武器兩大類。按美國國防部定義，單脈衝輸出能量在2萬焦耳或平均輸出功率在3萬瓦以上的雷射武器為高能雷射武器，其餘稱之為低能雷射武器。
低能雷射武器主要是指雷射干擾與致盲武器，而高能雷射武器包括防空雷射武器、反衛星雷射武器和反洲際彈道飛彈的雷射武器等。
（1）雷射干擾與致盲武器。雷射干擾與致盲武器是重要的光電對抗裝備，已開始裝備部隊使用。它能干擾、致盲甚至破壞偵察、制導、火控、導航、指揮、控制和通信等系統中的望遠鏡、潛望鏡、瞄準鏡、夜視儀、前視紅外裝置、測距機、跟蹤器、傳感器、目標指示器、光學引信等，並可損傷人眼，在戰場上可以起到擾亂、封鎖、遏阻和壓製作用，並能對敵方產生強烈的心理威懾。
（2）防空雷射武器。防空雷射武器，利用平均輸出功率為幾十萬瓦到幾兆瓦的雷射器，通過破壞關鍵元部件或毁傷殼體等方式，來攔擊精確制導的飛彈、炮彈、炸彈和飛機等。美軍曾在2003年用機載雷射武器成功攔截了一顆試驗飛彈。
（3）反衛星雷射武器。雷射武器可通過干擾、破壞衛星上的儀器設備或摧毁衛星平台，使敵方的指揮、控制、通信與情報系統癱瘓。美國曾於1997年用高能雷射照射了太空中一顆報廢的衛星，引起世界範圍內的震驚。有報道稱中國的雷射武器曾經將中國一顆報廢的衛星擊毁。
2．電磁脈衝武器
電磁脈衝武器的殺傷作用分軟殺傷和硬殺傷兩種功效。目前正處於發展中的電磁脈衝武器按其性能和用途可分為高功率微波武器、電磁波炸彈和電磁波飛彈以及早先的核爆炸電磁脈衝。
（1）高功率微波武器。高功率微波武器又稱射頻武器，是利用定向發射的高功率微波束去毁壞敵方電子設備和殺傷敵方作戰人員的一種定向能武器。這種武器的輻射頻率一般在1～30吉赫，功率在1吉瓦以上。主要特徵是：將高功率微波源產生的微波經高增益定向天線向空間發射出去，形成功率高、能量集中且具有方向性的微波射束，使之成為一種殺傷破壞性武器。它通過毁壞敵方的電子元件、干擾敵方的電子設備來瓦解敵方武器的作戰能力，破壞敵方的通信、指揮與控制系統，並能造成人員的傷亡。微波武器對目標的破壞是一種軟破壞—通過干擾或燒毁敵方武器系統的電子元器件，電子控制及計算機系統等，使牠們不能正常工作。
高功率微波武器有兩種工作方式：一種是能多次或重複使用的，稱作常規高功率微波武器；另一種是只能一次性作用的微波彈，用運載工具投擲到敵方，在目標附近「爆炸」發射高功率微波。目前，美國和俄羅斯都研製出並試驗了能重複作用的高功率微波武器樣機，有些已進行了外場試驗。
（2）電磁波炸彈。電磁波炸彈是一類爆炸時能產生強電磁脈衝輻射的「炸彈」。可用炮射、戰術飛彈運載等方式將電磁波炸彈擲向目標附近爆炸。根據它產生的電磁波脈衝頻段，對目標進行破壞。電磁波炸彈有兩類：一類輻射的電磁波在微波波段，叫微波彈，它是高功率微波武器的一種，主要採用投擲方式工作。另一類輻射的頻譜較寬（含微波），我們稱其為電磁脈衝彈。
微波彈技術目前已有重大突破，有的已接近裝備部隊和實用。據報道，海灣戰爭的第一天，美國海軍就用艦載「戰斧」巡航飛彈向伊拉克發射了「試驗性戰術型微波彈」，並指出「這是一種炸藥爆炸磁通壓縮驅動的常規戰術微波彈」。2003年初的伊拉克戰爭中，為了澈底摧毁伊拉克的指揮控制系統，美軍首次發射了大功率電磁波炸彈。
（3）電磁波飛彈。「電磁波飛彈」並非真正意義上的飛彈，而是一種能量隨距離慢衰減的脈衝電磁波。一般電磁波所攜帶的能量，隨向遠處傳播距離的平方成反比地衰減。所以，當接受電磁波的目標距離發射源的距離很遠時，目標接受到的電磁波能量已微乎其微，距電臺甚遠的收音機難以聽清電臺的廣播就是這個道理。而「電磁波飛彈」則相反，它是使用一種特殊（瞬態）源激勵下而輻射出的脈衝電磁場，它的能量在向遠處傳播過程中的衰減速率比一般的電磁波慢得多，即並不按傳播距離的平方成反比衰減。因此「電磁波飛彈」能傳播到很遠距離也能保持較多的能量，這就使牠作為定向能武器攻擊遠距離的目標成為可能。
根據所攜帶的能量多少，「電磁波飛彈」可對目標進行硬殺傷或軟殺傷。其應用主要體現在四個方面：一是作定向能武器；二是作電磁干擾機；三是作「電磁波飛彈」式雷達；四是「電磁波飛彈」通信系統。
3．高能粒子束武器
粒子束武器對目標的破壞和殺傷機制分成兩類：一是硬殺傷，另一是軟殺傷。
高能粒子束帶有巨大的動能，打在目標上可產生熱效應和軔致輻射，以此毁壞目標，這就是硬殺傷。粒子束穿透能力強，可鑽入其內引爆炸藥，還可引爆炸藥內部的離子遷移，使電荷分布不均勻而產生局部電火花，從而引爆炸藥；還能破壞飛彈的制導系統，熔化一些電子元器件，更能產生強輻射劑量和劑量率，將微型電子器件擊穿。粒子束也能破壞核彈頭的核燃料或核裝藥（如鈈239和鈾238）。所謂軟殺傷，是指粒子束在目標前後或側面飛過時，所產生的輻射場對飛彈制導系統的破壞。
粒子束武器大體有三種類型：天基粒子束武器、艦載粒子束武器和陸基粒子束武器。
（1）天基粒子束武器。和天基雷射武器一樣，把粒子束武器各個系統分別布置在若干個人造衛星或宇宙飛船上，在大氣層外空間攔截敵人飛彈。粒子束武器布置在天基，其優點之一是「站得高看得遠」，預警衛星和精密跟蹤衛星站在外層空間，可監視千里之外的目標；二是「站得高射得遠」，大氣層外空氣極稀薄，粒子高速飛行時幾乎不與氣體分子碰撞而損失能量，因此可攻擊更遠的目標。
（2）艦載粒子束武器。主要用來截擊敵人的巡航飛彈以保護自己的艦船。由於巡航飛彈體積小，往往接近艦船時才能發現，但此時僅剩幾秒鐘時間，常規武器已來不及對付。
（3）陸基粒子束武器。陸基粒子束武器分兩種情況：一是布置在地下飛彈發射基地附近，用以防止敵人的「第一次打擊」，此時要求用粒子束摧毁十幾千米以外的目標；另一種是布置在城市周圍，用以保衛城市，此時要求在100千米以外摧毁目標。在歷史上，前蘇聯在粒子束武器研製方面一直處於領先地位，但美國也不甘落後。