從定義上講，飛行速度大於5倍聲速的武器就可以歸為高超聲速武器。自上世紀八十年代以來，由於美國大力發展導彈防禦系統，為了突破美國的導彈防禦系統，前蘇聯開始發展高超聲速武器。步入21世紀，美中俄都在高超聲速武器領域取得了巨大的進展。
美國同時開展了多個高超聲速武器專案，包括美國陸軍主導的“先進高超聲速武器”（AHW）、美國國防部高階研究計劃局（DARPA）主導的HTV-2“獵鷹”高超聲速滑翔飛行器、NASA主導的Hyper-X高超聲速試驗專案以及波音公司的X-51高超聲速飛行器。美國陸軍太空與導彈防禦司令部還計劃成立一個專案辦公室，與美國空軍、海軍和導彈防禦局合作研製一型通用高超聲速滑翔體，該滑翔體將構成美國空軍 “高超聲速常規打擊武器”（HCSW）和美國陸軍 “遠端高超聲速武器”（LRHW）的基礎。
在美國的諸多高超聲速武器專案中，進展最好的是X-51。2010年5月26日，X-51完成了首次動力試飛，其在21 000米高度達到了5馬赫的最大飛行速度，全部飛行時間超過200秒，其中超燃衝壓發動機燃燒時間達到了140秒。雖然沒有達到計劃中的300秒，但已經打破了此前X-43創下的12秒持續燃燒時間的世界紀錄。X-51的第二、三次動力試飛均以失敗告終。但2013年5月26日進行的第四次試飛取得了成功。在該次試飛中，X-51在15 200米的高度被B-52H載機發射後，由助推火箭加速至4.8馬赫的飛行速度。之後超燃衝壓發動機點火，將飛行器加速至5.1馬赫，持續工作了210秒，直至燃料耗盡。在此次試驗中，X-51飛行時間達到了6分鐘，飛行距離達到了426千米。這次飛行也創下了吸氣式高超聲速持續飛行時間的世界紀錄。X-51的成功試驗對美國高超聲速武器的研發具有重大意義。因為此前的X-43使用氫氣作為燃料，而且發動機持續燃燒時間太短，不具備實用性。而X-51的SJY61-2超燃衝壓發動機使用的就是美軍普通的JP-7航空燃料，降低了成本，提升了實用性，且持續燃燒時間達到了210秒，遠遠超過X-43，為打造實用的吸氣式高超聲速武器奠定了基礎。
相比吸氣式高超聲速武器領域的巨大進展，美國在助推滑翔式高超聲速武器領域就不是那麼成功了。DARPA 的HTV-2“獵鷹”高超聲速滑翔飛行器在2010年4月22日的首次飛行中雖然達到了20馬赫的速度，但卻很快失控解體。其在2011年8月11日進行的第二次試驗也失敗而告終。在這一領域，顯然中俄的進展更大。
根據外媒報道，中國的WU-14高超聲速滑翔飛行器已經進行了多次試驗，接近成熟。而中國的陶瓷基耐高溫複合材料的研究也不時傳出重大進展，這種材料對於高超聲速滑翔飛行器來說至關重要。
俄羅斯對高超聲速武器的研究可以追溯到上世紀50年代。當時，圖波列夫設計局就研製了圖-130高超聲速飛機，但由於種種原因，最終未能實現。20世紀80年代，蘇聯的Kh-90高超聲速巡航導彈專案和“冷-2”超燃衝壓發動機飛行試驗平臺以及“4202”專案（該專案正是“先鋒”的前身）都取得了相當多的成果，只是由於蘇聯解體，這些專案都被迫終止。2001年，美國退出反導條約，開始大力發展導彈防禦系統。為了對抗反導系統，提升導彈的突防能力，保證核威懾的可靠性，俄羅斯開始重拾高超聲速武器的研發。
近年來，俄羅斯比較典型的高超聲速武器主要有“先鋒”高超聲速導彈系統，“匕首”空射高超聲速導彈，“鋯石”高超聲速反艦導彈。“先鋒”導彈以UR-100N UTTH液體洲際彈道導彈作為其助推器，其高超聲速滑翔彈頭的具體效能資料尚未公開。據推測，高超聲速滑翔彈頭長約5.4米，最大飛行速度可達20馬赫以上，射程在5 500千米以上，可以進行橫向機動。其彈頭由複合材料製成，可以抵禦幾千度的高溫，並且無懼鐳射照射。目前，“先鋒”高超聲速滑翔彈頭暫時只裝備了UR-100N UTTH導彈，但未來不排除其成熟後裝備“薩爾馬特”和“邊界”洲際導彈。“先鋒”高超聲速滑翔彈頭的突防能力極強，對美國的反導系統是個重大挑戰。
總體來看，各國在高超聲速武器的發展上各有千秋。美國比較重吸氣式常規高超聲速導彈的發展，因為這種導彈的飛行彈道低平，不易引起誤判，使用門檻也低。雖然美國目前在常規吸氣式高超聲速導彈發展上已經取得了相當的進展，但畢竟這一技術路線難度巨大。導彈要想充分發揮戰鬥力，其攻擊目標的精度至關重要，而控制一枚速度高於5馬赫的吸氣式高超聲速導彈精準地擊中目標絕非易事。作為動力的超燃衝壓發動機的實用化更是巨大的挑戰。因此，近幾年來，美國也開始注重助推滑翔式高超聲速武器的研發，希望利用難度相對較低的助推滑翔技術讓高超聲速武器儘快實用化，在高超聲速武器的競賽中領先。
俄羅斯則更重視助推滑翔式高超聲速武器的發展，要用攜帶核戰斗部的高超聲速滑翔彈頭對抗美國的導彈防禦系統，重新實現某種程度上的核武庫平衡。俄羅斯把發展高超聲速滑翔彈頭視作對美國發展反導系統的“非對稱”反應，而且這條技術路線的難度相對較低，易於實用化。事實上，傳統的彈道導彈彈頭載入也需要經過高超聲速階段，只是其在高超聲速再入階段的彈道相對固定，不會進行過多機動而已。因此，高超聲速滑翔彈頭的發展可以更大程度上利用已有的技術基礎，其技術難度更多集中在彈道設計和制動、彈頭強度和耐高溫能力等方面，研製起來相對容易。高超聲速滑翔彈頭速度一般遠遠高於吸氣式高超聲速巡航導彈，突防能力更強。助推滑翔式高超聲速武器雖然有上述優點，但也有自身的侷限。由於需要彈道導彈作為助推器，這種導彈一經發射，很可能被敵方判斷為核導彈攻擊，容易引發誤判。因此其使用門檻還是比較高的，在常規戰爭條件下的使用空間有限。
之前由於中導條約的限制，美俄對於高超聲速武器的研究更多集中在戰略領域。隨著美國退出中導條約，高超聲速領域的軍備競爭勢必加劇，一個高超聲速戰爭時代即將到來。
高超聲速武器的研製，在很大程度上就是為了反制反導系統。俄羅斯部署“先鋒”高超聲速導彈後，就可以繞過導彈防禦系統密集部署的區域，從導彈防禦系統部署稀疏甚至沒有部署的地區突防，再沿著低空彈道飛行，最終擊中目標。這種彈道機動能力，特別是橫向機動能力大大加強了其突防能力。即使高超聲速滑翔彈頭恰好位於導彈防禦系統作戰半徑內，攔截彈也很難攔截速度高達20馬赫，彈道飄忽不定的滑翔彈頭。當然，“先鋒”高超聲速導彈的突防能力主要體現在末段和中段，在其助推段，仍然遵循傳統彈道導彈的軌道，這是其薄弱環節。這也是高超聲速滑翔導彈的普遍薄弱點所在。作為反制，美軍相應地可以加大反導系統的前沿部署，提升對高超聲速滑翔導彈在助推段攔截能力，將其扼殺在助推段。另外一種攔截高超聲速滑翔導彈的可行方法就是用鐳射，鐳射攔截比動能攔截彈精度更高，對高超聲速滑翔彈頭具備一定的攔截能力。所以，高超聲速滑翔彈頭除了耐氣動加熱外，還要耐鐳射照射，才能有效對抗鐳射反導系統。
高超聲速反艦導彈也給艦艇的防空帶來了巨大的挑戰。俄羅斯的“鋯石”高超聲速反艦導彈就是另一個很好的例子。該導彈最大飛行速度可達8馬赫。英國“伊麗莎白女王”號航母裝備的“海上攔截者”防空導彈只能攔截速度在3馬赫以內的目標，“密集陣”近防炮則更是隻能對付速度在2馬赫以內的目標，對於速度高達8馬赫的“鋯石”都應對乏力。宙斯盾艦上的“標準”3攔截彈從速度上講可以追上“鋯石”，但它是攔截彈道相對固定的彈道導彈的，對於彈道低平，具備極強末段機動能力的“鋯石”攔截效果恐怕也不見得有多好。攔截像“鋯石”這樣的高超聲速反艦導彈，最佳的方式可能還是海基鐳射攔截系統。海基鐳射攔截系統既可以攔截低速目標，也可以攔截高超聲速目標，能大大提升艦艇的綜合防空能力。對此，可能傳統的“飽和攻擊”戰術依然是個很好的對策。高超聲速反艦導彈的“飽和攻擊”很難全部攔截，即便海基鐳射攔截系統成功攔截了部分導彈，剩下高超聲速反艦導彈仍將命中目標。
無疑，高超聲速武器的發展將給現有的防空反導體系帶來巨大的挑戰。同時，為了有效應對高超聲速武器的挑戰，防空反導體系自身也必將迎來新一輪變革，先進的感測系統和鐳射攔截系統的發展勢在必行。這場矛與盾的較量將一直進行下去……