国际上科学家对于超高音速的定义，是速度超过5马赫，也就是超过音速的5倍（每小时大约为6000公里）的飞行器为超高音速飞行器，弹道导弹和航天器等，在飞行和飞入大气层的过程中，可以轻易超过这一速度，乃至达到几十倍音速的速度。
但如何能够在大气层内实现超高音速飞行呢？仍然是前沿技术的一个难题。超高音速主要飞行器主要包括三类，超高音速巡航导弹，超高音速飞机，乃至超高音速航天飞机。其实，整个超高音速飞行器都是难点，其中，最重要的就是耐热材料和发动机，以及电子遥控技术。
从前的超高音速飞行器多以火箭为动力，但火箭的度量实在惊人，以美国“大力神”火箭为例，向近地轨道输送13吨载荷，尽要消耗材燃料600吨以上，氢化剂占了其中的大头。X—51使用的超燃冲压发动机，和普通发动机类似，吸入空气充当氧化剂，飞行器本身，仅携带航空燃料，可真称得上是“勤俭持家”。
同时，由于x-51飞行高速达6万米，这个高度的空气密度低，飞行阻力只有传统飞行器的几十/1，加之该飞行器本身采用低阻力系数外形，用不着那么夸张的动力，就能维持高速飞机的飞行，自然不会消耗太多的燃料。所以，没有一个低能耗的，与先进的超高音速发动机，是无法生产出超高音速飞行器的。
但是，如果“以一小时全球感知和打击的超高音速，临近空间飞行器也就是20马赫为首的飞行器，首先，要应用的超高音速飞行器，极端高度热防护材料，是一个重要的世界技术性问题。
换句话说，就是如果在耐热材料上没有得到突破，没有得到所设计的要求，那么，是无法达到20马赫以上飞行器的要求的。也就是说，无法设计和生产出真正的，超过20马赫以上飞行器的能力的。
当然，既然是高超音速飞行器，那么 ，对它的电子遥感要求是非常高的。因为，它的速度快，飞行目标遥远。因此，对他一般都采用卫星导航技术，而且，是在不被发现的情况下到达所设定的目标。当然也正因为它的速度快，它通常也会破坏掉对方的防空系统，顺利抵达目的地。
