超音速巡航(英语:Supercruise)，指在平飞状态下长时间维持超音速飞行，就算是具备超音速巡航能力。
50年代，第一架能够维持水平超音速巡航飞行的是英国航太的闪电式战斗机。但这里有超音速多少巡航的问题。早期的闪电式战斗机在不开后燃器加力的情况下，勉强能达到并维持1.02马赫，若使用后燃器虽能达到更高速度，引擎却会过热，数分钟后不得不中断超巡以待引擎冷却。此时各国战机和轰炸机只需要在接近目标的数分钟内保持高超音速，对超巡并无需求。
步入60年代，冷战铁幕拉开，美国面对苏联广阔的领土，认为首轮轰炸机超巡很有必要，因此开发了B-58中型轰炸机，具备连续使用后燃器能力，能以2倍音速连续巡航。由于必须开启后燃器才能维持超音速，燃料耗损极为巨大，可达一般状态的数十倍之多，非常不经济，因此计划中的B-58由美国起飞超巡轰炸苏联境内目标，需在苏联周边盟国空中加油2-4次之多。后来的XB-70轰炸机也秉承这个设计概念，将超巡速度又进一步提高至3倍音速，虽设计了巨大的油箱，航程仍然有限，亦需在盟国加油后才能深入苏联。
作为铁幕另一边的苏联则针锋相对开发了可超巡的MiG-25（米格-25）截击机，可以2.5-2.8倍音速连续使用后燃器超巡，为此在引擎舱内壁镀有20公斤的银，以减弱持续燃烧的后燃器的高温对机体的影响。同样此高超音速巡航极为耗油，除去起降阶段，约16吨燃料只能维持约40分钟，不过MiG-25作为区域截击机并不需要上千公里远程飞行，只要高速逼近B-58或XB-70，为其所载的每枚近半吨的R-40空空导弹带来有利的射击条件即可。
于是出现了美国制造超巡轰炸机，苏联制造超巡截击机的场景。另外，也有一个较为特殊的例子， SR-71侦察机是设计成在高速下会关闭燃烧室的通道，而将所有气流都送往后燃器，也就是直接以后燃器做为动力来源的半冲压引擎模式。这个设计使燃油经济性提高，在其铆接钛合金机身经热身止漏并空中加油后，约45吨燃料可维持约1小时15分钟3.2马赫超巡，但引擎极不稳定，导致SR-71尽管在地勤和飞行员制度上严格管理，还是平均2815飞行小时即有1架坠毁。
70年代后随着洲际弹道导弹日趋完善稳定，超巡轰炸机被放弃或取消，此时的战斗机也没有了超巡必要，转向以缠斗的常规空战为主，回归到后燃器只需工作5-10分钟的状态。这样亦导致了1990年海湾战争中，多国部队各种战机均无法跟踪伊拉克以超巡飞行的MiG-25，又因己方机群密集不能贸然远距离发射导弹，结果被MiG-25找到机会后击落一架F-18。
80年代，由于现代引擎技术的提升，使得不开后燃器进行超音速巡航已经成为可能，在美国空军于1987年提出的先进战术战斗机（ATF）计划中，即将此一能力列为必备要求之一。但ATF将超巡定义为不开加力以1.5倍音速飞行30分钟，若按此标准，闪电式战斗机，XB-70，米格25/31，SR-71，协和号，Tu-144均不能算超巡机种。
目前具备超音速巡航能力的战斗机有：前苏联的MiG-31截击机，美国ATF计划中胜出的F-22战斗机和落败的YF-23战斗机，空载状态的欧洲台风战斗机等。未来，装备涡扇15(目前是涡扇10)引擎的中国J-20战斗机和装备产品30引擎的俄罗斯Su-57战斗机也将拥有此能力。
至于大型的民航机和轰炸机要超音速巡航较易，因为其较大的机体可以载更多燃料，而且引擎的冷却较易解决，早如XB-70轰炸机、协和式客机、Tu-144客机都做到连续使用后燃器超巡的，但所引起的噪音问题却较难解决，而实际应用较少。
