Máy bay tàng hình là loại máy bay chiến đấu quân sự dùng kỹ thuật tàng hình để thiết kế chế tạo nên. Tuy nhiên, sự “tàng hình” của máy bay tàng hình chỉ là một cách nói ẩn dụ, không có nghĩa là khi máy bay bay đến trên đầu, trong tầm nhìn của mắt thường ta không thể nhìn thấy, mà là nói đến “con mắt ngàn dặm” của rađa không phát hiện được nó.
Chùm sóng điện từ của rađa phát ra có đặc điểm là: chỉ khi nào chùm sóng chiếu thẳng góc tới một vị trí nào đó, trên bề mặt máy bay, sóng phản xạ do nó sản sinh ra mới đi theo chiều chiếu xạ ban đầu của chùm sóng để phản hồi trở lại và ăngten của rađa thu được, đồng thời trên màn huỳnh quang của rađa hiện ra một điểm sáng. Tiết diện tán xạ rađa của máy bay càng nhỏ, thì xác suất mà rađa “bắt” được nó càng nhỏ. Tiết diện tán xạ rađa của máy bay ném bom tàng hình F-117A do Mỹ chế tạo chỉ có 0,01m2, chỉ bằng 0,01%-0,1% tiết diện tán xạ rađa của các loại máy bay chiến đấu khác, do đo, nó giống như là tàng hình vậy, đủ để vượt qua “thiên la địa võng” của sóng rađa.
Máy bay tàng hình có thể “tàng hình”được chủ yếu là sử dụng một loại kỹ thuật tàng hình cao cấp tân tiến trong đó bao gồm các vật liệu tàng hình giá khung và lớp vỏ, vật liệu sơn tàng hình bề mặt, kỹ thuật kết cấu tàng hình ngoại hình, kỹ thuật hạ thấp bức xạ hồng ngoại, kỹ thuật giảm tiếng ồn và kỹ thuật gây nhiễu điện tử v.v. Các vật liệu dùng cho kỹ thuật tàng hình có nhiều loại. Các vật liệu này vững chắc và nhẹ, có thể hấp thu được sóng rađa.
Máy bay tàng hình ngoài việc dùng vật liệu tàng hình để chế tạo thân máy bay, kết cấu ngoại hình kỳ lạ của nó cũng là một yếu tố quan trọng làm cho máy bay có thể tàng hình. Hình dạng thân máy bay kiểu ống tròn của các máy bay thông thường cùng với kết cấu liên kết thẳng góc giữa thân máy bay, cánh và đuôi đứng, đều có thể làm cho các sóng rađa phát ra từ các hướng khác nhau sẽ phản xạ về ăngten thu của rađa. Các nhà thiết kế máy bay tàng hình phát hiện ra rằng nếu cải tiến hơn nữa thân máy bay thì có thể phá tác dụng phản hồi sóng rađa, làm cho sóng phản hồi giảm đến yếu nhất, thậm chí không còn nữa. Các máy bay F-117A và B-2 của Mỹ có sải cánh dài 52,43 m, thân máy bay dài 21 m, một máy bay cỡ lớn như vậy, nhưng tiết diện tán xạ rađa chỉ có 0,05 m2, hiệu suất tàng hình rất cao.
Do thiết bị thám trắc máy bay ngoài rađa ra, còn có máy thám trắc hồng ngoại, do đó, máy bay tàng hình ngoài việc tàng hình rađa, còn phải tàng hình cả máy thám trắc hồng ngoại. Biện pháp là đặt lỗ nạp và lỗ xả khí lên trên đỉnh máy bay, đồng thời ở lỗ xả khí lắp đặt một máy xả khí và thiết bị thu nhiệt, làm cho luồng khí có nhiệt độ cao xả ra được hút không khí lạnh vào trước khi xả, nhanh chóng hạ nhiệt độ, giảm bớt nguồn nhiệt ở lỗ xả của động cơ, không để cho máy thám trắc hồng ngoại mặt đất đo được bức xạ hồng ngoại của máy bay. Đối với tiếng ồn của máy bay khi bay có thể giải quyết bằng cách dùng thiết bị thu âm hoặc thiết kế động cơ có tiếng ồn đặc biệt nhỏ.