特點
蘇聯米格-25第三代戰鬥機出現於1960年代，這個階段將先前累積的使用經驗已經各種試驗
的結果加以整合。許多高速飛行時的現象和控制問題獲得相當程度的解決，高后掠角度的機翼設計已經不受到青睞，三角翼和幾何可變機翼與後掠角度小於45度的梯形翼成為設計的主流。發動機的輸出透過耐高溫特殊材料和冷卻技術而更上一層樓。雷達與各類航電逐漸成熟與複雜化，機鼻進氣口已經幾乎完全被放棄，以配合大型雷達天線的安裝需求，而這個需求使得飛機的大小和成本迅速高漲。
第三代戰鬥機將空對空飛彈作為標準武裝之一，並且在越戰、六日戰爭與印巴邊界衝突當中使用，這些使用經驗對於飛彈系統本身多是負面的評價，不過飛彈的重要性以及發展的方向逐漸在各國受到重視，打下日後的基礎。
前兩代的發展當中，單一用途的攔截機與戰鬥轟炸機進展至此，受惠於各項系統的進步，尤其是雷達與航電的功能以及效能，使得第三代的戰鬥機開始趨向多任務，多用途的路線。此代的戰機以F-4、F-5、MiG-25 為主要代表。
主要機型
法國
幻影F-1戰鬥機
超軍旗艦載攻擊機
伊朗
HESA Azarakhsh
閃電80戰鬥機
以色列
F-21戰鬥機
義大利/美國
F104S星式戰機
日本
三菱F-1戰鬥機
中華人民共和國
殲-8
南非
Atlas Cheetah
蘇聯
米格-25戰鬥機
Su-15攔截機
Su-17攻擊機
Tupolev Tu-28
瑞典
Saab 37 Viggen
英國
British Aerospace Sea Harrier(海軍)
英國/美國
BAE Harrier II(海軍)
美國
F-4鬼怪II戰鬥機
F-5自由鬥士戰鬥機
第四代戰鬥機
陣風戰鬥機，為第四代戰鬥機第四代戰鬥機於1970年代陸續服役，這些飛機吸收第三代戰鬥機設計與使用上的經驗，加上諸多空中衝突與演習顯示出來的問
題和需求，融合之後成為冷戰結束前後最主要的角色。
除了多用途和精密航電的發展方向大致不變以外，第四代戰鬥機放棄對高速，高翼負荷的設計追求，轉而擴展飛機在不同高度與速度下的運動性，其中又以美國空軍約翰·柏伊德上校提出的能量運動理論（Energy Maneuverability Theory, EM）對第四代許多飛機設計的影響最深。運用新材料與技術開發的大推力渦輪扇發動機開始廣泛運用於第四代戰鬥機上，取代過去的渦輪噴射發動機。新型發動機推力提升的同時降低燃料的消耗，使得體積較小的機型也有機會用有較長的航程，像是F-16A使用內載燃料的航程比F-15A還要高。因為第四代戰鬥機在只有攜帶一部分燃料以及兩枚飛彈的情況下，多數可以達到推力大於重量的狀態，也就是推重比大於一，使得許多廠商經常以此作為廣告的促銷手段之一。
第四代開始引入線傳飛控與靜不穩定的設計概念搭配，完全顛復過去的氣動力設計方式和飛行控制機構。靜不穩定的理論早已存在，可是傳統的控制系統無法以每秒數十次以上的頻率不斷改變控制面的角度，維持穩定飛行。直到線傳飛控搭配電腦系統成熟化之後，靜不穩定設計能夠更充分運用機身產生的升力，提升運動性等優點方才露出實用化的曙光。其中又以F-16戰鬥機為採用的先驅者。在F-16之後許多國家紛紛跟進，在改良型或者是嶄新設計的型號上採用。
F-15戰鬥機為典型的第四代戰鬥機數位電腦成熟與超高速晶片的量產，將過去使用與顯示非常複雜的雷達改頭換面，以多樣化的圖形和文字顯示更多的資訊，提高飛行員的狀態意識（Situation Awareness，SA）。
同樣的技術與產品激發出另外一條路線的發展是飛行儀表電腦化（也稱之為數位化或者是玻璃座艙），利用多功能，單色或者是彩色的陰極（CRT）或者是液晶（LCD）顯示螢幕取代以往的指針儀表，過去令人眼花撩亂的儀錶板被大小不同的方型螢幕所取代，這些螢幕除了顯示被取代的儀表的資訊以外，還可以整合不同來源的訊息，利用重合或者是切換的方式提供，例如將彩色數位地圖與導航系統整合之後，可以在螢幕上顯示出飛機在地圖上的位置和附近的地形。
此外，第三代設計為了降低高速下的阻力，座艙罩的外型需要與機身配合而犧牲飛行員的視野，在第四代大幅改進，採用泡型艙罩或者是類似的設計，讓飛行員能夠更有效的掌握周遭的狀況。
第二代戰鬥機
米格21為典型的第二代戰鬥機第二代戰鬥機的發展路線延續第一代強調速度，實用升限以及操作高度等方面，尤其是最大飛行速度從次音速，經過超音速，一直到兩馬赫的範圍，這讓這個時期的戰機陸續出現了極端設計
，例如作為高速卻短腿的攔截機F-104、MiG-21（後來證明它更適合纏鬥），甚至往後準備作為B-70護航機的XF-108，其發展的經驗主要都來自此一時期。為了達到這些目的，後燃器在這個階段開始成為戰鬥機必要的裝備，空氣動力領域相關的研究成果也逐漸廣泛採用。除了增加後掠翼的角度以外，三角翼與幾何可變翼是另外兩類新型態的高速飛行機翼設計。而另外一項關鍵性的突破是機身採用面積律的理論來設計。這項成果首先運用在YF-102的原型機設計上，使得這架飛機能夠突破穿音速階段的阻力限制而擠身超音速飛機之列。
另一批戰機的發展則是講究高速或是低空穿透、並實施核打擊的任務。這類機種被稱為“戰鬥轟炸機”，嚴格來說，是比較小型且具有基本自衛能力的戰術轟炸機，而非以奪取空優為主要設計的戰機，例如越戰初期的F-100、F-105以及更晚的F-111、甚至F-117等。
雷達在第二代戰鬥機上開始普遍使用，空對空飛彈成為機炮的另外一種選擇，對於飛彈技術與可靠度的過於信賴，導致部份第二代到第三代的機種捨棄固定武裝，完全採用飛彈的武裝方向，而像是英國甚至一度打算以地對空飛彈全面取代有人戰鬥機的呼聲，這些思維都在服役的過程與區域衝突中得到驗證，結果卻讓工程師發現飛彈的不可靠性，使得這類思維後來得以修正。
第二代戰鬥機發展時期的有一種武器的發展大幅度改變許多國家的戰略以及部隊的編裝，那就是核武器小型化，形成可以由戰鬥機攜帶的戰術性核武器。由於戰鬥機體型的飛機都可以使用核子武器對付地面目標，這種低數量，高摧毀力的發展刺激許多國家強化戰鬥機攔截攜帶這種武器的敵機的能力，以及加深使用飛彈以提早擊落攜帶核子武器的飛機的做法，使得擁有小型核子武器生產、部署與投執能力的國家的戰略與戰術方向有了很大的變化。
