轟炸機是用炸彈、魚雷或空地飛彈殺傷、破壞地面和海上目標的軍用飛機。轟炸機按起飛重量、載彈量和航程的不同大致分為輕型轟炸機、中型（中程）轟炸機和重型（遠程）轟炸機。輕型轟炸機又稱戰術轟炸機，起飛重量一般為20～30噸，航程可達3000千米，載彈量3～5噸，主要用於配合地面部隊，對敵方供應線、前沿陣地和各種活動目標進行戰術轟炸。中型轟炸機起飛重量為40～90噸，航程3000～7000千米，載彈量5～10噸。重型轟炸機又稱戰略轟炸機，起飛重量多在100噸以上，航程7000千米以上，載彈量一般超過10噸。中型和重型轟炸機主要用於深入敵後，對敵軍事基地、交通樞紐、經濟和政治中心進行戰略轟炸。
現代高亞聲速轟炸機多採用大展弦比的後掠翼，以保證飛機有較高的巡航速度和升阻比。上單翼布局形式可使機翼僅從機身上部穿過，這樣，在飛機重心附近的機身內部容積可以用來放置炸彈。優點是空中投彈以後，重心不會有很大變化，便于保持飛機的平衡。現代轟炸機載油量大，除機翼內放置部分燃油外，機身內炸彈艙的前後也對稱地布置有許多油箱。飛機上裝有完善的通信導航設備、轟炸瞄準裝置和電子干擾設備等，以保證飛機準確飛抵預定目標區域，完成轟炸任務。為抵禦敵方截擊機的攻擊，20世紀50年代以後設計的轟炸機上普遍裝有旋轉炮塔。60年代以後，由於空空飛彈的發展，炮塔自衛已失去意義。現代轟炸機多靠隱身、低空突防和電子手段來提高自衛能力。
隨著地空飛彈、空空飛彈的發展，目標的空防能力大為提高，所以戰術轟炸的任務更多地由戰鬥轟炸機來完成。自衛能力差的輕型轟炸機已不再發展。隨著戰鬥轟炸機航程和載彈能力的提高，甚至中型轟炸機的任務也可由它來完成。戰略轟炸機的造價很高，20世紀70年代以後，只有美國、俄羅斯先後研製了B—1、B—2和圖—160戰略轟炸機。冷戰結束後，戰略轟炸機以執行戰略核打擊任務為主向核打擊與常規打擊兼顧的方向發展，並將作為快速反應力量的一部分繼續活躍在21世紀的戰場上。
目前，世界上擁有戰略轟炸機的美、俄空軍主力仍是B—1B和圖—22M3「逆火」及圖—160等第二代轟炸機。美國空軍的B—2隱身轟炸機是第三代轟炸機，於1993年12月交付美國空軍使用，迄今為止是世界上最先進也是最昂貴的作戰飛機（單機花費超過20億美元）。
現代轟炸機的最主要性能指標是：平飛最大速度、最大航程（空中不加油）和最大載彈量。超聲速轟炸機平飛速度最快的當屬俄羅斯的圖—22M，高空最大M數可達1.84；航程最遠的是圖—160，可達15000千米；載彈量最大的應為B—1B，可載56699千克。對亞聲速轟炸機而言，其平飛最大M數為0.85～0.9。B—52的航程可達20117千米，B—52H的最大載彈量為27000千克。由於現代轟炸機以防區外發射巡航飛彈和以GPS制導炸彈等精確制導武器為主要攻擊手段，臨空轟炸已經不再是首選方案，因此，平飛最大速度已不再是決定轟炸機突防能力的關鍵因素，而隱身性能的高低正在成為品評轟炸機作戰能力的關鍵性能之一。B—2轟炸機正是依仗其低可探測特性而技壓群雄，成為現代轟炸機的佼佼者。
現代轟炸機是將先進氣動外形和隱身技術、高推重比發動機、以計算機為核心的飛行控制系統和火力控制系統、高精度的導航系統、抗電子干擾的通信系統、高功率電子系統和高效率攻防武器系統集於一身的武器平台。
現代轟炸機的機翼布局採用後掠翼或可變後掠翼等。高亞聲速轟炸機多採用後掠翼，超聲速轟炸機多採用變後掠翼。轟炸機機體設有氣密座艙、炸彈艙及飛彈發射掛架、發動機艙和設備艙等。在動力裝置方面，20世紀60年代以後，高亞聲速轟炸機多用渦噴發動機；70年代以後，超聲速轟炸機和某些高亞聲速轟炸機多改用渦扇發動機。近程轟炸機一般裝兩臺發動機，遠程轟炸機通常裝4～8臺發動機。現代轟炸機大多裝有帶加力的渦扇發動機，其推力達133～196千牛。機載武器有常規炸彈、核彈、空地（艦）飛彈、巡航飛彈、航炮等。新型轟炸機的火控系統可保證轟炸機具有全天候的轟炸能力，並可保證很高的轟炸命中精度。電子系統包括通信設備、自動駕駛系統、地形跟蹤雷達、領航設備、電子對抗和全向警戒系統等，主要用於保障遠程飛行和低空突防。現代轟炸機還有空中受油系統，可進行空中加油，以增加航程和續航時間。
由於大型的遠程轟炸機技術複雜、費用昂貴，僅有美俄等大國有能力發展。從目前美俄的發展計畫看，戰略轟炸機的發展趨勢是：用先進的空射巡航飛彈和有關電子設備改裝現役的飛機，使其延長服役期；同時繼續研製高技術的先進轟炸機，以爭奪技術和戰略優勢。下面介紹幾種著名轟炸機。
（1）老而彌堅的戰機—B—52「同溫層堡壘」B—52是美國波音公司研製的亞聲速遠程戰略轟炸機，主要用於遠程常規轟炸和核轟炸。原型機於1952年4月首次飛行，1955年6月開始交付部隊使用。B—52於1962年10月停產，各型總數744架。美空軍現役的B—52是仍在不斷改進的H型。
現役的B—52H經過了多次改進，主要用作常規飛彈和核飛彈的載機，裝有先進的航空電子系統，可攜帶多種空地飛彈和炸彈。
B—52H的基本特點是：
①採用大展弦比後掠上單翼、低平尾、單垂尾、翼下吊裝8臺發動機的布局形式。
②H型動力裝置是8臺TF33—P—3渦扇發動機，單臺推力75.656千牛，機內燃油達104380千克，保證了B—52的持續遠程飛行能力。
③完善的航空電子設備。這些設備包括：前視紅外系統、微光電視、遠距通信導航系統、電子對抗設備、波音公司的攻擊電子系統、火力控制系統、敵我識別設備等。
④強大的武器配掛。B—52在彈艙內和翼下可掛27噸常規炸彈或5000噸～2400萬噸TNT當量的核彈；H型裝一門20毫米六管機炮，可外掛12枚AGM—86B巡航飛彈，內部彈艙裝8枚同類飛彈。除此之外，還可掛載各種常規炸彈。
（2）B—1B轟炸機 B—1B是美國羅克韋爾國際公司研製的變後掠翼超聲速戰略轟炸機。1974年12月原型機B—1A首次飛行，1986年6月開始裝備美國空軍。B—1B是一種多用途戰略轟炸機，其主要任務有：戰略突防轟炸、常規轟炸、海上巡邏以及作為巡航飛彈的載機使用。
B—1B的基本特點：
①採用翼身融合體結構，可以減少阻力、增加升力，並減少表面積、增大內部容積。採用變後掠翼，有利於改善低空和高空飛行性能以及起飛著陸性能，並增加航程。平尾在立尾支撐梁上，目的是要避開發動機的高溫排氣。
②B—1B強調隱身技術和電子對抗技術在突防中的作用（提高生存能力）。由於採用隱身措施，其雷達反射面積是B—1A的1／10，B—52的1／100。B—1B採取的主要隱身措施有把B—1A可調進氣道改為固定進氣道，加裝兩級導流片以遮蔽風扇面；在進氣道壁、尾翼、頭部、機身等部位涂以雷達吸波材料，機頭雷達天線罩、翼根整流罩、機翼後緣加以改進，以減少雷達反射；座艙風擋玻璃上涂導電層，使電磁波不能進入座艙。採取上述措施後，提高了飛機的「隱身」能力，其RCS縮減為3米2，但降低了飛機的飛行速度。
③B—1B的動力裝置是4臺通用電氣公司的F101—GE—102加力渦扇發動機，單臺加力推力136.8千牛。每個發動機短艙內兩臺發動機之間有一臺294千瓦的輔助動力裝置，可同時啟動4臺發動機，以提高在前線機場的反應能力。發動機安裝靠近飛機重心，以改善低空飛行時的穩定性。
④先進的電子設備。B—1B的雷達及導航設備是從F—16的設備改進而來的，攻擊型電子設備和B—52最新改型的設備相似。所有的電子設備均採用「插人」的方式和數據網路連接，以利於維護，並能不斷地對系統進行改進，應付新的威脅。
⑤多樣的武器配掛。B—1B的總載彈量達56噸，是B—52總載彈量（27噸）的兩倍多。能裝22枚AGM—86B空射巡航飛彈（內掛8枚，外掛14枚），或AGM—96A近距攻擊飛彈39枚（內掛24枚，外掛14枚），也可帶普通炸彈（38～128枚）和核彈（20～38枚）。
⑥由於設計問題，使後彈艙區域的氣流產生擾動，造成投彈區彈體不穩定，故目前的100餘架B—1B飛機的後彈艙通常情況均不掛彈。
（3）身價最高的戰機—B—2A B—2A是美國諾思羅普公司研製的隱身戰略轟炸機。該機1978年根據美國空軍的要求開始秘密研製，原型機於1989年7月首次試飛，美國空軍原計畫採購133架B—2A，現只生產了21架。如果計算研製費分攤，該機單價超過20億美元，總耗資達400多億美元。
B—2A飛機是在極端保密的條件下進行研製的，據稱其保密程度僅次于當年研製核子彈的情況。為便于生產和保密控制，諾思羅普公司於1982年專門在洛杉磯郊外改建了一個新的生產基地。B—2A轟炸機的設計目的是攻擊俄羅斯境內的機動目標和有堅固防護的重要目標。在空防弱的地區採用高空突防，在空防強的地區採用低空突防，雖然飛機只能亞聲速飛行，但它的低雷達反射特性大大縮短了對方雷達的有效作用距離。
B—2A的基本特點是：
①B—2A飛機採用獨特的飛翼布局。這種獨特的氣動布局，既有高昇力的優點，又可滿足操縱性及隱身性要求。從正面看，飛機外形怪誕而低矮，使人感到它的尺寸似乎比實際上要小一些，仿佛是一隻栩栩如生的巨型蝙蝠，展翅而立。飛機前緣（機翼前緣）平直，後掠角為33°，雙W形的後緣有8個操縱面（6個升降副翼和兩個阻流方向舵），無尾翼，幾乎整個飛機上表面都是由複雜的圓弧曲線構成，並涂成暗藍灰色。曲線沿翼展延伸，從正對主起落架的機翼上面開始凸起，形成小鼓包，然後再次平滑凸起，形成一個球莖體的大鼓包，這個大鼓包就是座艙。座艙後面有一個空中受油口。座艙風擋的中央框距機翼前緣頂點只有幾英尺遠。座艙裝有寬闊的曲面風擋玻璃和側面風擋玻璃，玻璃的斜度較大，為飛行員提供了良好的視野。座艙採用並列雙座布局，可向上彈射。
②綜合使用多種隱形技術，效果顯著。B—2A在氣動外形上的獨特設計，最大限度地減少了該機的雷達、紅外、電光特性，使敵方探測系統無論從任何角度都難以發現。除飛翼式布局、光滑表面結構外，還大量採用石墨／碳纖維及其他先進的複合材料、蜂窩狀雷達吸波結構、雷達吸波材料塗層、鋸齒狀雷達散射結構，以進一步縮減雷達反射截面。在正常探測距離下，B—2A的雷達散射截面與一隻小鳥相當（是B—52的千分之一）。B—2A還採取了一系列的紅外及可見光隱身措施，如：將尾噴口置於機身上部，採用紅外輻射小的無加力渦扇發動機以及在燃料中添加特殊物質以減小尾跡。B—2A採取的其他隱身措施還有蛇形進氣道、內埋式發動機、無外掛等。
③機載設備採用大量新技術。飛行控制系統採用了光纖傳導的光傳操縱系統。光傳操縱系統與電傳操縱系統相比，有一個突出的優點：光導纖維不受核爆炸產生的電磁脈衝的干擾，因而不必進行電磁脈衝屏蔽。有的控制系統還採用聲控技術，飛行員只需告訴系統應當幹什麼就可以了，不必親自按動按鈕。在B—2A的計算機控制系統中，大量使用了人工智慧技術。其他先進技術還有：相控陣前視雷射雷達，用來發現和跟蹤活動目標的毫米波雷達，前視紅外和微光電視傳感器以及地形匹配、環形雷射陀螺慣導和用於被動導航的全球定位系統。
④動力裝置是四臺通用電氣公司的F118—GE—100無加力渦扇發動機，埋裝在武器艙兩側的機體內，單臺推力84.5千牛。
⑤多樣的武器配掛。B—2A的武器裝在兩個並置武器艙內的旋轉式發射架上，總載彈量約為22680千克。可攜帶16枚SRAMII短距攻擊飛彈或AGM—129先進巡航飛彈，替代武器為B61、MK83、MK36、MK82、M117等各種核飛彈或常規飛彈。
⑥B—2A的外場維護工作要求比較高。機翼前緣、進氣道脣口等處雖鋪有RAM吸波材料，這些材料像橡膠一樣彈性很好，受到鈍物敲打後很快恢復原狀。但隱身特性的保持要靠表面光滑，表面怕劃傷和產生凹坑。萬一發生這種情況，則需小塊切除，用專門相同材料「修補塊」填平修復。維修實踐證明，B—2A必須在專用的機庫內保養，怕雨淋和潮濕，維修費用高。
（4）中俄2005聯合軍事演習中的轟炸機—圖—22「逆火」2005年8月25日11時許，從俄羅斯本土起飛的4架圖—22M飛臨演習空域，參加了為期8天的中俄「和平使命—2005」聯合軍事演習。
圖—22M是前蘇聯圖波列夫設計局研製的變後掠翼超聲速轟炸機。原型機於1970年首次試飛，1974年開始裝備部隊。圖—22M是前蘇聯的第一種航程較遠的超聲速轟炸機，其低空作戰半徑約為1390千米，其高空亞聲速作戰半徑達3700千米。
圖—22M的基本特點是：
①採用雙發、懸臂式單翼、低平尾布局。機身的長細比例大，約為20：1，機頭較尖，這樣有助於減小波阻。機身兩側的方形進氣口在翼根部前緣，外翼的後掠角在飛行中可在20°～55°之間調整。「逆火」基本型採用固定形狀的楔形進氣道。駕駛艙內分兩排並置4個機組人員座椅。
②動力裝置為兩臺HK—25雙轉子渦扇發動機，並排置於後機身兩側。單臺加力推力245千牛。
③機載設備較完善。其中包括地形跟蹤雷達、轟炸導航雷達、機尾警戒與火控雷達、敵我識別器、雷達警戒系統、多普勒導航計算機、近距導航系統、慣性導航系統以及電子干擾設備等。這些設備使「逆火」轟炸機具有較好的低空、遠程、全天候作戰能力以及電子戰能力。
④圖—22M彈艙內可掛俄制各種型號炸彈，最大載彈量為12 000千克。一般情況下可帶15枚500千克炸彈，或一枚核彈，也可外掛2枚AS—6空對地飛彈或1枚AS—4空對地飛彈。據分析，「逆火」轟炸機還可攜帶誘惑飛彈和巡航飛彈。誘惑飛彈可以幫助「逆火」轟炸機突防，巡航飛彈使其具備火力圈外發射能力。該機自衛武器是一門裝在機尾的航炮。
⑤該機的主要缺點是自衛能力差，主要靠低空高速突防。
（5）途中不用加油而航程最遠的轟炸機—圖—160「海盜旗」圖—160是前蘇聯圖波列夫設計局研製的變後掠翼超聲速戰略轟炸機。圖—160原型機於1984年初正式試飛，1987年開始裝備部隊。
圖—160的基本特點是：
①圖—160轟炸機最顯著的特點是採用翼身融合體設計。其總體氣動布局與B—1B極為相似，4發、變後掠翼、十字形尾翼，武器艙位於機身中部。4臺加力渦扇發動機成對安裝在機翼下靠近飛機重心的兩個發動機短艙內。相似的總體布局表明，俄、美兩國設計者想通過採用同樣的辦法來解決一個共同的問題，即將轟炸機的航程遠、續航時間長和武器載荷大的特點與低空高亞聲速和高空超聲速突防能力結合起來，從FB—111、「逆火」到B—1B和「海盜旗」，變後掠布局已成為解決這一問題的最佳途徑之一。
②圖—160「海盜旗」與B—1B又有很大差別，體積上較B—1B約大20％，重量約超B—1B重一半以上。其原因主要是「海盜旗」的電子設備體積和重量都較大，為保持超聲速衝刺所需的細長比，不得不加長機身。另外，從戰術的角度考慮，「海盜旗」既要長距離低空飛行，又要完成轟炸任務後返回著陸，這就要求其攜帶更多的燃油，也就自然加大了飛機的體積和重量。
③大推力發動機。圖—160「海盜旗」裝4臺HK—32渦扇發動機，兩兩並列地置於機翼下短艙內。單臺加力推力245千牛，其開加力時的最大推力比B—1B大65％。圖—160「海盜旗」的推重比為0.32，也大於B—1B的0.3。
④與作戰有關的機載設備有地形跟蹤雷達、攻擊雷達、機尾預警雷達及在機身下部的錄像設備。
⑤圖—160除可攜帶AS—15空中發射巡航飛彈（射程3000千米，帶20萬噸TNT當量的核彈頭）外，還可攜帶與美國的短距攻擊飛彈（SRAM）相似的AS—16短距攻擊飛彈，目的是在低空突防時對突防路線上的防空火力進行壓制。圖—160「海盜旗」內部彈艙的載彈量為16330千克。兩個10米長的彈艙各有一個旋轉式發射架，可帶12枚AS—16或6枚AS—15空地飛彈。
⑥該機的主要缺點是機載設備的電子技術水準不高，造成體積、重量較大，性能不穩定。另外，飛機本身比較笨重，使自身生存能力受到較大威脅，一般需要戰鬥機護航。現在俄羅斯正在下大力氣對此進行改進。