预警机，又称空中指挥预警飞机，是空中侦察与监视系统的一个重要组成部分。预警机装有远程预警雷达，用于监视敌方飞机或导弹，有“千里眼”之称。新型预警机除具备监视、警戒的功能以外，还把地面指挥所的职能搬上飞机，形成“空中预警和指挥系统”。
预警机最早出现在第二次世界大战末期。当时，美国海军将警戒雷达装到飞机上，用于提前发现躲在舰艇雷达盲区内低空飞行接近舰队的敌机。这种空中预警系统最大的价值在于，它具有可探测到地面雷达不能探测到的隐藏在地平线下面的目标的下视能力。由于地球是球体，70千米以外的目标位于水平线之下，地面雷达捕捉不到，而预警机在约10千米高空飞行，能同时捕捉半径460千米范围内贴近海面或地面飞行的飞机、导弹以及海上舰艇等多种目标。预警机就像老鹰一样，有一双能从高空发现猎物的锐利的眼睛。
早期的预警机采用普通脉冲雷达，下视能力很差，一般只能用于杂波强度比较弱的海上，担负有限的警戒任务，也就是说只能警戒不能指挥。20世纪60年代以来，由于电子技术、微波技术的迅速发展，预警机雷达多具备了良好的下视能力，加上数据处理能力的提高和导航、通信技术的进步，预警机的功能由单纯警戒发展到可同时对多机目标实施指挥引导，预警机成为高度机动的空中警戒和指挥系统。美国E-3A就是这类高级预警机的典型代表。
1982年6月9日，叙利亚、以色列在贝卡谷地上空展开了一场空战。在开战之前，以军首先在地中海9000米高空的安全空域部署了两架E-2C“鹰眼”预警机，居高临下，监视叙利亚导弹发射场和空军基地。以军预警机依靠其电子设备及时把叙利亚战斗机的机型、航速、航向、高度等数据，连续不断地传送给以军战斗机，并把双方飞机清清楚楚地区别开来，向以军及时提供了15个最佳截击方案，确定攻击来袭目标的先后顺序。叙利亚飞机由于没有预警机的指挥，犹如瞎子跟明眼人打架，只能处于被动挨打的地位，以致造成空战双方损失飞机79比1的悬殊结局。
目前，世界上有近20个国家和地区拥有空中预警机，在现役300多架预警机中，数量最多的是E-2C“鹰眼”预警机，超过总数的一半；性能最好的是由美国波音公司制造的E-3A“望楼”预警机，有近70架。