将整套雷达系统放置在飞机上，自空中搜索各类空中、海上或者是陆上目标。借由飞行高度，提供较佳的预警与搜索效果，延长容许反应的时间与弹性。空中预警管制机（）除提供早期预警的功能之外，还提供频繁C2BM（指挥和控制，作战管理）功能，类似机场交通管制和其他部队的军事指挥。空中预警机比较常见的是以客机或者是运输机改装而来，因为这类飞机的内部可使用空间大，能够安装大量电子与维持运作的电力与冷却设备，同时也有空间容纳数位雷达操作人员。也有国家以直昇机作为载具，不过这一类的小型空中预警机由于受到载机性能的影响，效果不如