Süpersonik uçak, ses hızından (Mach 1) daha hızlı uçabilen, yani süpersonik uçuş gerçekleştirebilen bir uçaktır. Süpersonik uçaklar, yirminci yüzyılın ikinci yarısında geliştirildi. Süpersonik uçaklar, araştırma ve askeri amaçlar için kullanılmıştır, ancak yalnızca iki süpersonik uçak, Tupolev Tu-144 (ilk uçuş: 31 Aralık 1968) ve Concorde (ilk uçuş: 2 Mart 1969), sivil kullanım amacıyla yolcu uçağı olarak hizmete girmiştir. Savaş jetleri, süpersonik uçakların en yaygın örneğidir.
Süpersonik uçuşun aerodinamiği, şok dalgaları veya ses hızını aşan herhangi bir nesnenin oluşturduğu "sonik patlama" nedeniyle oluşan sıkıştırmadan dolayı sıkıştırılabilir akış (compressible flow) olarak adlandırılır.
Mach 5'in üzerindeki hızlarda uçan uçaklara hipersonik uçaklar denir. Süpersonik hız, hava hızı dikkate alınarak hesaplanır; jet akımı gibi hızlı hareket eden rüzgarlarla aynı yönde uçulduğunda, yer hızı açısından daha yüksek hızlara ulaşılabilir.
Düz uçuşta süpersonik hızla uçan ilk uçak, sıvı oksijen ve etil alkol ile çalışan, 6.000 pound (2.700 kg) itiş gücüne sahip bir roket motoruyla donatılmış Amerikan deneme uçağı Bell X-1 idi. Çoğu süpersonik uçak, askeri veya deneysel amaçlı uçaklar olmuştur. İkinci Dünya Savaşı sırasında yapılan havacılık araştırmaları, ilk roket ve jet motorlu uçakların geliştirilmesine yol açtı. Savaş sırasında ses hızını aştığına dair çeşitli iddialar ortaya atıldı. Ancak, kontrollü düz uçuşta ses hızını aşan insanlı bir uçağın gerçekleştirdiği ilk tanınan uçuş, 14 Ekim 1947 tarihinde Chuck Yeager tarafından pilotluğu yapılan deneysel Bell X-1 araştırma roket uçağı ile gerçekleştirildi. Ses bariyerini bir kadın pilot ile aşan ilk uçak, Jacqueline Cochran'ın kontrolünde olan bir F-86 Canadair Sabre'idi. David Masters'a[3] göre, Sovyetler tarafından Almanya'da ele geçirilen DFS 346 prototipi, bir B-29'dan 32.800 ft (10.000 m) yükseklikte serbest bırakıldıktan sonra, 1951 yılının sonlarında 683 mph (1100 km/h) hıza ulaştı. Bu hız, o yükseklikte Mach 1'i aşmış olacaktı. Bu uçuşlardaki pilot, Alman Wolfgang Ziese'idi.
Süpersonik uçuş, beraberinde önemli teknik zorluklar getirir, çünkü süpersonik uçuşun aerodinamiği, ses hızından daha yavaş olan subsonik uçuşun aerodinamiğinden oldukça farklıdır. Özellikle, uçak transonik rejimi geçtiğinde aerodinamik sürükleme keskin bir şekilde artar ve bu da çok daha fazla motor gücü ve daha aerodinamik tasarlanmış hava araçları gerektirir.
