U-2高空偵察機是洛克希德飛機公司(Lockheed)著名的臭鼬工廠(Skunk Works)在凱利．強生(Clarence L. "Kelly" Johnson)的卓越領導下，設計出兩大秘密偵察機家族之一，U-2型機是基於1954年春，美國空軍及中央情報局(CIA)對能於高空巡弋的偵察機的共同需求而設計，最早是以CL-282的編號矇混外界。整個偵察機研發計畫在極機密下進行，在湯尼．李維(Tony Le Vier)的主持下，於遙遠的內華達州水鎮(Watenown)跑道舉行試飛，且祕密交付空軍56-6715和6716兩架原型機。原先的訂單包括48架單座機和5架縱列雙座機，後座為系統操作員或偵察員。使用單位為第一氣象偵察航空隊，後來很快的移駐日本厚木空軍基地，第二氣象偵察航空隊移至德國的威斯巴登(Wiesbaden)，以英國雷克希斯(Lakenheath)為基地。第三氣象偵察航空隊仍然在愛德華(Edwards)空軍基地繼續技術和偵察操作的研究。

灰色機身上沒有任何塗裝標記的U-2A，由於其被宣布為美國航空暨太空總署的研究機，使用「多用途」(Utility)編號方式，因而引起大眾的好奇與興趣。U-2A在前蘇聯、中華人民共和國及許多其他共產國家執行多次任務後，中央情報局的一架U-2A機1960年5月於接近史維洛夫斯克(Sverdlovsk)處被防空飛彈所擊落，其後的偵察任務就由美國空軍著制服的飛行員，駕駛有漆美國空軍標誌的U-2A機執行。更多架使用普惠(P&W)J57-P-37A型發動機的同型機機被古巴和中華人民共和國擊落，而意外的耗損也相當高，因為U-2A是現代飛機中最難飛行的。外型特徵包括具滑翔機性質的全金屬的機體結構，有一低負荷且非常柔韌的機翼，前後縱列的自行車式起落架，在起飛時拋棄的支撐機翼的懸臂支架雙輪組（降落時則直接由翼端觸地），一具與F-104戰機座艙罩相似防紫外線滑動座艙罩，無艙壓的座艙，採用特殊的低揮發性JP-4航空燃油，和大型襟翼(Flap)、擾流板(Spoiler panel)及阻力傘。

1959年起換裝普惠J75-P-13B型發動機，U-2C的特徵為進氣口在機身前方呈喇叭狀，U-2D為早期的分離式雙座型機，U-2CT任務轉換教練機是由6架U-2C改裝而來，與U-2D一樣後座較高的教官席和雙重飛控系統。大部分的U-2CT型機派駐位於愛德華空軍基地的空軍試飛中心和試飛員學校。空軍試飛中心也使用數種其他的機型，包括有特別檢測設備的D型，機上裝有特殊的儀器、機身背面或腹面的抽樣入口和各種外部載酬，並以黑色、白色和其他色彩作機身塗裝。C型和D型的機背具有裝載作為抽樣、偵測或航電設備，稱作「狗屋」(Dog House)的整流罩。

因為早期生產的U-2機高度耗損，生產線於1968年重開，以生產12架加大許多的U-2R型(68-10329至10340)。大部分早期機型可攜帶336公升的油箱於機翼前緣，R型則裝設大型機翼固定莢艙以供應相當於398公升油料的各種酬載。採濕翼（主翼內裝載油料）的設計加強機內燃油容量，而R型也採用延長的機身結構可裝載所有必要的油料及設備。位於機身前後的主起落架移得較為相近，而機身尾部上方突出的平台承載著水平安定面。眾所周知U-2R著消光黑漆，服役於各種海外部隊。最後一種衍生型TR-1A以U-2R為基礎，加上先進合成孔徑雷達系統(ASARS, Advanced Synthetic-Apenu Radar System)，UPD-X型機載側視雷達和大量增加內部油箱油料容量的結果，導致總重量極高。單座TR-lA型攜有大量新式航電設備於莢艙中，同時亦攜有電子反制莢艙。任務設備裝置於機鼻及駕駛艙後進氣口間的莢艙中。由於長時間的耐久飛行，著太空裝的飛行員有特別的設備使其能儘可能舒適，並能進用熱食。首批飛機包括二架TR-lA(80-1061和1062)和第三架TR-1B(1063)，是最先於1981年6月10日透過空軍交予美國國家航空暨太空總署(NASA)的三架，命名為ER-2作為大地觀測用。TR-1共計有33架A型機和2架B型機。其中10架單座型配予精確定位系統，用於深入敵境進行精確的目標定位任務，以引導戰機摧毀敵方雷達。保留的25架偵察機中，18架以皇家空軍的英格蘭艾康柏瑞(Alconbuw)為基地，在戰略空軍司令部的管制下於1983年初開始作業。TR-1並於1991年參與沙漠風暴(Desert Storm)作戰行動的聯軍地面攻擊目標偵察，及攻擊後的目標確認任務。

1994年10月由TR-1A大幅度改良的U-2S升空試飛，其最大的改良程度在於玻璃座艙、先進的多功能顯示器(CRT)、全球定位系統(Global Positioning System)及功能更強的航電。並將發動機改裝為推力更大的通用電氣(General Electric)的F118-GE-101渦輪扇發動機，並更換使用JP-8燃油系統以配合發動機。此外，由於機體蒙皮上漆有雷達波吸收漆料(Radar-absorbent Material, RAM)，可降低U-2S機上的雷達反射截面積(Radar Cross-Section, RCS)。此計劃中有32架單座機修改為U-2S，4架雙座機修改為U-2ST。至於機上所酬載的各式電子系統，則無較大更動。U-2S最近數年間曾於伊拉克禁航區，及南斯拉夫聯邦的科索沃進行戰略目標偵察。

航空器制式編號：U-2S
分類：高空偵察機
乘員：1名
全高：4.88公尺
全長：19.2公尺
翼展：31.89公尺
翼面積：92.90平方公尺
發動機：通用電氣F118-GE-101渦輪扇
最大起飛重：18,000公斤
實用升限：21,212公尺
最大速度：821公里╱小時（馬赫0.58）
最大航程：6,090公里