在B-2隐形轰炸机尚未完全投入美国空军服役之际，军机研究专家们已在俄亥俄的莱特帕特森空军基地的地下实验室着手研发新一代的空中力量。尽管B-2在当前航空领域占据优势，但新轰炸机的设计工作已提上日程。通常，这类武器系统的研发周期需要长达十年。因此，为了确保长远的空中打击能力，美国空军作战司令部成立了未来空中打击战机研究所（FSA），对Boeing、Lockheed Martin和Northrop Grumman等飞机制造商进行评估和未来战机设计的审核。
未来的重型轰炸机按速度可分为亚音速、超音速和高超音速三个等级。新型轰炸机设想具备超音速5倍，即每秒1英里的惊人速度。随着反隐形技术的不断进步，未来的战机生存和防御能力将依赖于速度和高度，而高超音速战机的速度甚至可能达到5至10倍音速以上。目前美国空军的主力轰炸机如B-52、B-1B，而B-3（下一代重型轰炸机）虽已研发，但五角大楼尚未确定其具体设计和功能。鉴于B-2的隐形性能暴露了一些问题，新的轰炸机设计将倾向于采用亚音速机翼，以提升隐形能力、载重和航程，并可能具备发射无人驾驶飞机的功能。
替代B-1B的新轰炸机原计划作为核武器载体，具备快速决策和撤销指令的功能。而高超音速重型轰炸机的一大亮点是其能够自行撤销、重新设定攻击目标或拒绝指令，这为军事专家提供了独特的战术可能性。五角大楼期望在2037年完成高超音速轰炸机的部署，但这需要技术和材料的持续改进，包括一些尚未开发的技术。设计和构建这样的轰炸机无疑是一项艰巨的任务，但并非不可能。实际上，高超音速技术已经在航天领域得到应用，如Northrop公司设计的“冲浪者”概念机，其以空气推进，速度超过5倍音速，能在短时间内对全球目标发起攻击。
然而，高超音速飞行带来高温挑战，包括推进、导航、武器和冷却系统的耐热问题。借鉴SR-71的设计，工程师们已经研发出高温燃油和润滑油。同时，轰炸机需配备抗热保护层，驾驶舱舷窗仅在投弹和降落时使用，以保护驾驶员。武器系统方面，Northrop公司借鉴战舰发射鱼雷的方式，设想在飞机后方设置轨迹追踪发射器，以实现高速飞行中的智能投弹。这些创新技术将赋予新型轰炸机前所未有的作战能力。
战略轰炸机一般是指用来执行战略任务的中、远程轰炸机。它是战略核力量的重要组成部分，是大当量核武器的主要运载工具之一。它既能带核弹，也能带常规炸弹；既可以近距离投放核炸弹，又可远距离发射巡航导弹，既可做战略进攻武器使用，在必要时也遂行战术轰炸任务，支援陆、海军作战。