偵察機（ていさつき）とは敵性地域などの状況を把握するために情報収集を行う航空機のこと。軍隊で運用される事が多く、その場合は軍用機に分類されるが、なかには軍隊ではなく情報機関が運用するものもある(例えば、CIAの保有・運用していたU-2高高度偵察機など）。
偵察の種類として、空中写真による偵察を行う写真偵察機や通信を傍受する偵察を行う電子偵察機（広義の電子戦機）などがある。また偵察機には開発当初から偵察機として開発されたもの、他の用途に使われていたものを改造したもの、偵察機材が収納された整形容器を外部装備して偵察を行うものなどがある。
当初から偵察機として開発されたものではアメリカ軍のU-2やSR-71、改造されたものは航空自衛隊も装備するRF-4、偵察ポッドを装備するものにはF-14などがある。
現在、偵察衛星の利用は増大しているが、偵察衛星に比べ柔軟な運用が可能な航空偵察に対する需要がなくなったわけではない。
偵察衛星によるものだと、確かに低軌道から静止軌道あたりを飛んでいるため、確かに撃墜される可能性は極めて少ないものの、気象に大きく左右されるために霧のかかった所や雨、曇りの日などは撮影できない。また解像度も2007年現在のものでは50cm弱程度までとなる。しかし航空機では雨の降る中を近付いて撮影することも可能で、偵察衛星に比べたら目標にずっと近いために解像度も良くなる。
しかし、ミッションの特性からして撃墜される危険が高く、とりわけ先進国では有人機の利用はこれ以上のぞめないとされる。かわって、無人偵察機が注目を浴び、各国で積極的に利用されるようになっている。
特に無人偵察機にする場合、人間が乗るスペースを必要としないために機体の大幅な小型化が可能で、レーダーに探知されにくくなる。また乗員の休憩時間を考えなくていいために長時間に渡る（極端に言えば燃料が切れるまで）偵察が可能である。これは軍用機としては大きなメリットである。
また偵察衛星ではほとんど真っ直ぐ上からの偵察になるため、切り立った崖や峡谷、あるいはフィヨルドのような場所に横穴を掘り、そこに戦車などの兵器を隠したり身を潜めたりすると、探し出すのがとても難しくなる。しかし偵察機では斜めからの偵察が出来るため、そういった場所でも探し出すことが出来る。特にそういった狭い場所の場合、上記の機体が小さくなることもメリットになる。
空中より周辺を監視することによる軍事上のメリットは明らかである。そのため、人類初の実用的空中飛行機材である気球が開発されて間もない18世紀末にはすでにフランスで偵察機としての運用が開始されている。南北戦争においては偵察用に水素気球が用いられている。初期の航空機は能力が低く、飛行することのみしかできなかったために、乗員による目視偵察しか行うことができなった。第一次世界大戦時に航空機の能力が向上したために、気球による偵察は廃れることとなった。
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