超音速飞行是指飞行器以马赫数1.2以上速度的飞行。其主要特点是波阻成为阻力的主要部分。气动力中心后移，飞行阻尼减小，这要求航空器的机翼后掠，面积减小，机体做成尖顶的细长形，加大控制面（特别是垂尾）面积。由于操纵性能变坏，抗干扰及恢复能力变差，因而在超音速飞行时要求驾驶员动作要协调、柔和。超音速飞行会造成音爆，产生强力噪声，一般禁止在居民区上空进行超音速飞行。超音速冲压发动机采用超音速进气道，燃烧室入口为亚音速气流，采用收敛形或收敛扩散形喷管。用航空煤油或烃类作为燃料。推进速度为2至5马赫，可用于超音速靶机和地对空导弹。超音速燃烧（高超音速）发动机是一种使用碳氢燃料或液氢燃料新颖的发动机，空气在发动机内的流速始终保持为超音速，飞行速度高达5至16马赫。