第一次世界大战中，最早投入使用的海上巡航机主要用于反潜作战。第二次世界大战中，随着技术的发展，任务系统的完善或更换，海上巡逻机巡逻范围迅速扩大，同时既可用于对潜艇作战，也可用于对水面部队作战。美国海军主力的海上巡航机有波音设计的P-8及洛克希德设计的P-3系列。随着大规模潜艇攻击的威胁逐渐降低，海上巡航机的军事用途逐渐淡化，更多地转向海上搜寻与救援、专属经济区的防护等用途。

海上巡航机（见图）和以地面目标为主要作战对象的侦察机任务类似，首要任务是搜寻海面目标和水中目标，用较长时间（约占巡航时间的一半），在海面低空（100米）进行巡逻飞行，并在低空（60米）以下实施攻击、救援等任务。海上巡航机主要包括两类任务系统。第一类是搜潜系统，即通过不同的搜索手段搜索不同航行状态的潜艇，实现对潜艇的搜索、定位和攻击。对深度航行状态的潜艇所采用的最有效的手段是声呐浮标和磁探仪。第二类是自卫与攻击系统，实现对海面目标和水下目标的打击。自卫系统有雷达告警、紫外线告警等，而攻击武器有鱼雷、普通炸弹、深水炸弹、水雷、火箭等。

法国大西洋舰队的第二代海上巡航机