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反潜巡逻机的特点是能够携带多种探潜设备和攻潜武器，且搜索面积大，留空时间长。而反潜直升机的最大特点是机动灵活。它可以低空悬停在海面使用主动吊放声呐探测水下潜艇，可以在低空低速飞行状态下保持对水下潜艇的连续跟踪，因此特别适合于搭载舰艇使用，在编队附近易受舰艇噪声干扰的区域内进行反潜作战。但无论是哪一种反潜机，要打击潜艇，前提是首先要能发现它。在一个完整的反潜作战过程中，90%以上的时间都集中在搜索和探测潜艇阶段。
目前，航空搜潜设备主要分为声学探测和非声学探测两大类。声学探测是利用声波在水中传播的特性探测潜艇。它是当前对水下潜艇探测最有效的手段，主要包括吊放声呐和声呐浮标。非声学探测设备属于光、电、磁、废气、核辐射等物理场探测设备，主要包括机载雷达、磁力和红外等各类探测仪。
在搜潜探测阶段，反潜机首先利用目视、雷达、声呐、红外探测仪等手段搜索潜艇，然后在可能有潜艇的位置附近投放一定数量的全向被动声呐浮标，构成一个搜索阵，以确定搜索海区内有无潜艇目标，并确定潜艇的大概航向。如果发现“目标”，反潜机则立即补投一组被动式非定向声呐浮标或少量主动或被动式定向声呐浮标，以精确测定目标方位。在发现目标的概略位置或航向后，最后再用磁探仪进一步识别和定位。
航空搜潜雷达
这是一种具有抗海杂波特性、易于快速大面积地发现小目标并在显示屏上及时显示的设备。在反潜战中，它主要用于搜索和跟踪潜艇的潜望镜或通气管，以及水面航行状态的潜艇等目标。
目前，世界上几乎所有的反潜机均装备有雷达。特别是由于常规潜艇需要经常浮出水面遂行充电、通信联络、观察瞭望、与友邻部队协同行动等各种战术动作，因此往往被敌方的航空搜潜雷达首先发现。
与普通的空中搜索雷达相比，搜潜雷达的特别之处在于为了能从海杂波后向散射引起的强干扰信号中可靠地探测出类似潜望镜大小的目标，它在设计时采用了脉冲压缩、快速扫描及宽频率捷变等处理技术。脉冲压缩技术使其最小距离分辨能力高达0.45米，与通气管和潜望镜的实际尺寸大体相匹配，同时保持有500瓦的平均功率，从而较好地解决了高分辨力与远距离探测之间的矛盾。
国外现役专用反潜机所使用的搜索雷达已有30多个型号，主要包括美国的AN/APS-116、AN/APS-124、AN/APS-134（V）、AN/APS-137（V）；加拿大的LASR-2；英国的ARI-5995：法国的ORB-32-WAS：意大利的MM/APS-705等型号。其中，美国的APS-137（v）是用于反舰和反潜的多模合成孔径雷达和逆合成孔径雷达系统。它可利用逆合成孔径雷达进行远程水面搜索和目标跟踪、精确定位、舰艇成像和识别：利用合成孔径雷达进行陆地监视、目标获取和地面映像等，分辨率可达0.92米。美国海军P-3C反潜巡逻机装备了APS-137B（V）5型雷达，P-8A“海神”多任务海上飞机装备的是APS-137D（V）5雷达的改进型——AN/APY-10雷达。后者具备更加优良的对目标探测和边扫描边跟踪性能，并能同载机上的任务控制和显示系统联机，且重量和体积均比APG-137（V）还要小。
当前，为满足航空电子设备“综合一体化”的发展趋势，机载搜潜雷达已向着与其它反潜设备（如声呐、磁探仪等）配合使用，即系统化的方向发展。而且，为在大范围内快速发现复杂海况背景下的小目标（如潜望镜、通气管等），搜潜雷达必须通过采用脉冲压缩技术、宽频率捷变技术、计算机接口技术、高信噪比接收技术等，向着大功率、高分辨、远距离发现的方向发展。
航空吊放声呐
这是一种由直升机用吊放电缆将水下分机悬垂水中探测潜艇目标的设备。它是反潜直升机专用设备，主要通过主动发射声波并接收水下目标回波来测量潜艇的位置。其组成包括水下分机（又称作声呐探头或换能器）、机上电子设备、绞车及电缆等三个部分。
直升机进行反潜作业时，先在预定探潜位置20米左右的海面上空保持悬停，然后将探头放入水中一定深度使其开始工作。声呐发射机通过吊放电缆向探头中的发射换能器传送大功率发射信号，并且在360°全方位发射声波。从海洋中返回的噪声、混响和回波等水声数据由换能器阵接收，经过探头中的前置处理器完成放大、滤波、数字化处理后送入吊放电缆。机上电子设备从电缆中接收到这些数据后，在接口分机中进行解调和多路分解，再送入信号处理机处理，最后在显示台上显示出目标的方位、距离、距离变化率（多普勒）等信息。然后，直升机将探头提升上来，再脱离悬停状态进行飞行过渡，到下一个悬停点进行探测。发现目标后，可以迅速追踪到潜艇附近，并投放自导鱼雷实施攻击。
与一般舰壳声呐相比，航空吊放声呐特别轻，通常仅300千克左右。它可进行360°的快速全景探测，在每个悬停点的停留时间仅有5～10分钟。而且，由于直升机噪声来自上方，与回波方向相垂直，可以想办法加以抑制，加之探头深度可变，能利用最好的水声传播条件，因此吊放声呐的作用距离并不亚于舰壳声呐。
世界各国目前已装备和研制了几十种型号的吊放声呐。美国的吊放声呐型号多、性能先进，其装备数量最多的型号是AN/AQS-13系列，现已逐步发展到AN/AQS-22低频吊放声呐（ALFS）和Hehas远程吊放声呐。
法国海军装备的吊放声呐已完全实现了国产化，且独具特色，性能比较先进，主要包括DUAV-l（-IB）、11S-70、HS-71（DUAV-4）、IIS-73、lIS-12、FLASH等型号。
其中，FLASH是一种低频吊放声呐，具有处理声呐浮标信号的能力，其重量轻、体积小，能搭载轻型直升机如“超山猫”等，可以在低于5000赫兹的5种频率下工作，有24种预选波束，作用距离在25千米范围内，最大工作深度达700米，用途十分广泛。
英国海军现役吊放声呐主要包括194型、195型、2069型、HISOS-l、Hl-SOS-2等型号。 目前，为满足快速反潜的要求，吊放声呐在战术性能上正在向着重量轻、尺寸小、作用距离大、信息处理速度快等方向发展：在技术性能上则向着降低工作频率，加大水下分机的吊放深度，提高抗混响、水面噪声和多种干扰能力，兼具主/被动探测和识别功能等方向发展。
浮标声呐系统
它由投放入水的声呐浮标和机上设备组成。机上设备主要包括浮标投放器、浮标接收机、浮标信号处理系统、浮标参考系统、任务（数据）记录和重放系统等。声呐浮标由飞机或直升机投放到潜艇可能存在的海域，机上设备通过接收其释放的水听器信号来监测和收听水下潜艇的噪声。它是一次使用的消耗性探测器材，工作后自沉海底。其自身由降落伞、浮标水面装置和浮标水下装置三部分组成。按工作方式分为主动式和被动式两种：按定向方式可分为定向式和非定向（全向）式两种；若按信号传输形式则分为有线电和无线电两种。二战后，声呐浮标得以迅速发展，迄今已有众多型号装备各国海军的反潜机部队，成为航空反潜的主要探潜设备。一般而言，可根据任务要求、搜索区域的大小、飞机携带声呐浮标数量的多少，选择不同的阵形和采取不同的搜潜布阵方法。
当反潜机到达作战海区时，首先投放辅助性浮标，并投放被动全向声呐浮标按所执行的任务进行布阵（如线阵、圆阵等），然后对接收信号进行监听和低频线谱分析，以判别有无潜艇目标。一旦发现目标，就应补投被动定向浮标或主动浮标对其进行定位并测定其运动要素。随着科学技术和反潜战术的发展，声呐浮标今后的发展趋势是：体积变小、重量变轻，以便飞机大量携带；提高探测性能，实现低频大功率发射，增大作用距离等。
美国海军最具代表性的浮标声呐系统有“朱利”、“埃纽”和“海神”等型号。其中，“朱利”是一种利用爆炸声源的主动式测距系统，主要包括声呐浮标、小型炸弹、机载无线电接收机和雷达等组成部分。该系统的理论计算作用距离可达178海里。其缺点是探测效率易受海洋条件的限制，重量和体积均较大。属于该系统使用的声呐浮标主要包括AN/SSQ-23、AN/SSQ-23B、AN/SSQ-41、AN/SSQ-42、AN/SSQ-46、AN/SSQ-47和AN/SSQ-47B等型号。
美国海军具有代表性的浮标声呐系统有供固定翼反潜机使用的AQS-901浮标系统，以及供反潜直升机使用的AQS-902轻犁声处理和显示系统、AQS-903综合处理系统等型号。其中，AQS-902系统广泛装备于英国、瑞典、印度和意大利等国海军中。该系统具有轻便、灵活等特点，最多可同时处理8个声呐浮标的数据，对来自北约国家中的所有现役声呐浮标均适用，并能与大量的具有31条或99条射频信道的声呐浮标接收机接口。
法国为“大西洋”反潜机研制了TSM-8200浮标声呐系统，后在此基础上发展了供反潜直升机装备的轻型TSM-8200浮标系统（又被称为“郎巴罗”系统）。
航空磁探仪
磁探仪又称为磁力探测仪，是一种探测由于潜艇的存在而使所在位置的磁场发生变化、进而发现潜艇的仪器。其组成中主要包括探头、三轴矢量磁力仪、控制单元、信号处理机和记录显示器等。根据安装方式的不同，它分为固定式和拖曳式两种。前者主要用于装备固定翼飞机，后者一般用于反潜直升机。
目前世界上的磁探仪以美国、加拿大和法国等国的产品最为先进，如美国的AN/AS（J-81（V）氦光泵磁探仪在世界范围内广泛使用，装备于WC-13、HSS-2、5001）和sH-60B/J等型号的直升机以及P-3C等固定翼飞机，所属国家和地区有日本、澳大利亚、埃及和中国台湾地区等。该磁探仪根据光泵亚稳态氨原子的特性来探测磁场总场强度的变化。其敏感元件的拉莫尔频率变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器进行处理后再显示给操作员。该系统具备对潜艇磁信号的自动识别和报警功能。经磁补偿后的信号，还要再经过处理与存储在内存中的“样本”信号进行比较，识别出所需要的目标信号，并完成报警和定位。在深海条件下，该磁探仪对核潜艇的作用距离可达450米，浅海条件下对核潜艇的作用距离为350米，对常规潜艇的作用距离为260米。
虽然磁探仪具有声探测所不具备的优势，但世界上目前在役的各种常规磁探仪均存在灵敏度低、探测距离近等缺陷，一般多用于铁磁目标的确认和精确定位。在潜艇机动受到限制或狭窄海域等搜索海域范围不大时，也可利用磁探仪进行搜索。但由于其作用距离较近，反潜机大都采用低空和超低空探测，因此多数情况下，是在其它探测器材测得潜艇的大概位置后，再用磁探仪进行验证和精确定位。
未来搜潜设备
近年来由于超导材料的出现，给超导磁探仪的研制带来了希望。与常规磁探仪相比，超导磁探仪具有灵敏度高、响应频带宽、量程广、灵活性大、灵敏元件体积小等特点，将能大幅度提高探测距离，提高识别目标的准确性和快速性，提高探潜效能等。因此，超导磁探仪是航空磁探仪的发展方向之一。
总之，由于现代潜艇敷瓦消声、减震降噪和消磁技术的发展，使得发现潜艇变得越来越困难。近些年来，美、英、法等国一直在致力于研发新一代搜潜设备。在声学探测方面，设计工作频率更低、作用距离更远、具有水下扩展式基阵的航空吊放声呐，以对付具有消声敷瓦的潜艇：设计高性能被动低频、扩展阵和垂线阵的声呐浮标，提高对安静型潜艇的检测能力。在非声探测方面，积极发展基于超导量子干涉器的新一代磁探仪、核潜艇微量辐射监测仪和新型机载海洋激光雷达，以及能检测舰艇腐蚀诱发电场的极低频腐蚀电场探测仪等。这些新技术、新原理的应用，有望在非声探测技术方面显著增大对潜艇的探测距离。
目前，航空搜潜设备主要分为声学探测和非声学探测两大类。声学探测是利用声波在水中传播的特性探测潜艇。它是当前对水下潜艇探测最有效的手段，主要包括吊放声呐和声呐浮标。非声学探测设备属于光、电、磁、废气、核辐射等物理场探测设备，主要包括机载雷达、磁力和红外等各类探测仪。
在搜潜探测阶段，反潜机首先利用目视、雷达、声呐、红外探测仪等手段搜索潜艇，然后在可能有潜艇的位置附近投放一定数量的全向被动声呐浮标，构成一个搜索阵，以确定搜索海区内有无潜艇目标，并确定潜艇的大概航向。如果发现“目标”，反潜机则立即补投一组被动式非定向声呐浮标或少量主动或被动式定向声呐浮标，以精确测定目标方位。在发现目标的概略位置或航向后，最后再用磁探仪进一步识别和定位。
航空搜潜雷达
这是一种具有抗海杂波特性、易于快速大面积地发现小目标并在显示屏上及时显示的设备。在反潜战中，它主要用于搜索和跟踪潜艇的潜望镜或通气管，以及水面航行状态的潜艇等目标。
目前，世界上几乎所有的反潜机均装备有雷达。特别是由于常规潜艇需要经常浮出水面遂行充电、通信联络、观察瞭望、与友邻部队协同行动等各种战术动作，因此往往被敌方的航空搜潜雷达首先发现。
与普通的空中搜索雷达相比，搜潜雷达的特别之处在于为了能从海杂波后向散射引起的强干扰信号中可靠地探测出类似潜望镜大小的目标，它在设计时采用了脉冲压缩、快速扫描及宽频率捷变等处理技术。脉冲压缩技术使其最小距离分辨能力高达0.45米，与通气管和潜望镜的实际尺寸大体相匹配，同时保持有500瓦的平均功率，从而较好地解决了高分辨力与远距离探测之间的矛盾。
国外现役专用反潜机所使用的搜索雷达已有30多个型号，主要包括美国的AN/APS-116、AN/APS-124、AN/APS-134（V）、AN/APS-137（V）；加拿大的LASR-2；英国的ARI-5995：法国的ORB-32-WAS：意大利的MM/APS-705等型号。其中，美国的APS-137（v）是用于反舰和反潜的多模合成孔径雷达和逆合成孔径雷达系统。它可利用逆合成孔径雷达进行远程水面搜索和目标跟踪、精确定位、舰艇成像和识别：利用合成孔径雷达进行陆地监视、目标获取和地面映像等，分辨率可达0.92米。美国海军P-3C反潜巡逻机装备了APS-137B（V）5型雷达，P-8A“海神”多任务海上飞机装备的是APS-137D（V）5雷达的改进型——AN/APY-10雷达。后者具备更加优良的对目标探测和边扫描边跟踪性能，并能同载机上的任务控制和显示系统联机，且重量和体积均比APG-137（V）还要小。
当前，为满足航空电子设备“综合一体化”的发展趋势，机载搜潜雷达已向着与其它反潜设备（如声呐、磁探仪等）配合使用，即系统化的方向发展。而且，为在大范围内快速发现复杂海况背景下的小目标（如潜望镜、通气管等），搜潜雷达必须通过采用脉冲压缩技术、宽频率捷变技术、计算机接口技术、高信噪比接收技术等，向着大功率、高分辨、远距离发现的方向发展。
航空吊放声呐
这是一种由直升机用吊放电缆将水下分机悬垂水中探测潜艇目标的设备。它是反潜直升机专用设备，主要通过主动发射声波并接收水下目标回波来测量潜艇的位置。其组成包括水下分机（又称作声呐探头或换能器）、机上电子设备、绞车及电缆等三个部分。
直升机进行反潜作业时，先在预定探潜位置20米左右的海面上空保持悬停，然后将探头放入水中一定深度使其开始工作。声呐发射机通过吊放电缆向探头中的发射换能器传送大功率发射信号，并且在360°全方位发射声波。从海洋中返回的噪声、混响和回波等水声数据由换能器阵接收，经过探头中的前置处理器完成放大、滤波、数字化处理后送入吊放电缆。机上电子设备从电缆中接收到这些数据后，在接口分机中进行解调和多路分解，再送入信号处理机处理，最后在显示台上显示出目标的方位、距离、距离变化率（多普勒）等信息。然后，直升机将探头提升上来，再脱离悬停状态进行飞行过渡，到下一个悬停点进行探测。发现目标后，可以迅速追踪到潜艇附近，并投放自导鱼雷实施攻击。
与一般舰壳声呐相比，航空吊放声呐特别轻，通常仅300千克左右。它可进行360°的快速全景探测，在每个悬停点的停留时间仅有5～10分钟。而且，由于直升机噪声来自上方，与回波方向相垂直，可以想办法加以抑制，加之探头深度可变，能利用最好的水声传播条件，因此吊放声呐的作用距离并不亚于舰壳声呐。
世界各国目前已装备和研制了几十种型号的吊放声呐。美国的吊放声呐型号多、性能先进，其装备数量最多的型号是AN/AQS-13系列，现已逐步发展到AN/AQS-22低频吊放声呐（ALFS）和Hehas远程吊放声呐。
法国海军装备的吊放声呐已完全实现了国产化，且独具特色，性能比较先进，主要包括DUAV-l（-IB）、11S-70、HS-71（DUAV-4）、IIS-73、lIS-12、FLASH等型号。
其中，FLASH是一种低频吊放声呐，具有处理声呐浮标信号的能力，其重量轻、体积小，能搭载轻型直升机如“超山猫”等，可以在低于5000赫兹的5种频率下工作，有24种预选波束，作用距离在25千米范围内，最大工作深度达700米，用途十分广泛。
英国海军现役吊放声呐主要包括194型、195型、2069型、HISOS-l、Hl-SOS-2等型号。 目前，为满足快速反潜的要求，吊放声呐在战术性能上正在向着重量轻、尺寸小、作用距离大、信息处理速度快等方向发展：在技术性能上则向着降低工作频率，加大水下分机的吊放深度，提高抗混响、水面噪声和多种干扰能力，兼具主/被动探测和识别功能等方向发展。
浮标声呐系统
它由投放入水的声呐浮标和机上设备组成。机上设备主要包括浮标投放器、浮标接收机、浮标信号处理系统、浮标参考系统、任务（数据）记录和重放系统等。声呐浮标由飞机或直升机投放到潜艇可能存在的海域，机上设备通过接收其释放的水听器信号来监测和收听水下潜艇的噪声。它是一次使用的消耗性探测器材，工作后自沉海底。其自身由降落伞、浮标水面装置和浮标水下装置三部分组成。按工作方式分为主动式和被动式两种：按定向方式可分为定向式和非定向（全向）式两种；若按信号传输形式则分为有线电和无线电两种。二战后，声呐浮标得以迅速发展，迄今已有众多型号装备各国海军的反潜机部队，成为航空反潜的主要探潜设备。一般而言，可根据任务要求、搜索区域的大小、飞机携带声呐浮标数量的多少，选择不同的阵形和采取不同的搜潜布阵方法。
当反潜机到达作战海区时，首先投放辅助性浮标，并投放被动全向声呐浮标按所执行的任务进行布阵（如线阵、圆阵等），然后对接收信号进行监听和低频线谱分析，以判别有无潜艇目标。一旦发现目标，就应补投被动定向浮标或主动浮标对其进行定位并测定其运动要素。随着科学技术和反潜战术的发展，声呐浮标今后的发展趋势是：体积变小、重量变轻，以便飞机大量携带；提高探测性能，实现低频大功率发射，增大作用距离等。
美国海军最具代表性的浮标声呐系统有“朱利”、“埃纽”和“海神”等型号。其中，“朱利”是一种利用爆炸声源的主动式测距系统，主要包括声呐浮标、小型炸弹、机载无线电接收机和雷达等组成部分。该系统的理论计算作用距离可达178海里。其缺点是探测效率易受海洋条件的限制，重量和体积均较大。属于该系统使用的声呐浮标主要包括AN/SSQ-23、AN/SSQ-23B、AN/SSQ-41、AN/SSQ-42、AN/SSQ-46、AN/SSQ-47和AN/SSQ-47B等型号。
美国海军具有代表性的浮标声呐系统有供固定翼反潜机使用的AQS-901浮标系统，以及供反潜直升机使用的AQS-902轻犁声处理和显示系统、AQS-903综合处理系统等型号。其中，AQS-902系统广泛装备于英国、瑞典、印度和意大利等国海军中。该系统具有轻便、灵活等特点，最多可同时处理8个声呐浮标的数据，对来自北约国家中的所有现役声呐浮标均适用，并能与大量的具有31条或99条射频信道的声呐浮标接收机接口。
法国为“大西洋”反潜机研制了TSM-8200浮标声呐系统，后在此基础上发展了供反潜直升机装备的轻型TSM-8200浮标系统（又被称为“郎巴罗”系统）。
航空磁探仪
磁探仪又称为磁力探测仪，是一种探测由于潜艇的存在而使所在位置的磁场发生变化、进而发现潜艇的仪器。其组成中主要包括探头、三轴矢量磁力仪、控制单元、信号处理机和记录显示器等。根据安装方式的不同，它分为固定式和拖曳式两种。前者主要用于装备固定翼飞机，后者一般用于反潜直升机。
目前世界上的磁探仪以美国、加拿大和法国等国的产品最为先进，如美国的AN/AS（J-81（V）氦光泵磁探仪在世界范围内广泛使用，装备于WC-13、HSS-2、5001）和sH-60B/J等型号的直升机以及P-3C等固定翼飞机，所属国家和地区有日本、澳大利亚、埃及和中国台湾地区等。该磁探仪根据光泵亚稳态氨原子的特性来探测磁场总场强度的变化。其敏感元件的拉莫尔频率变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器进行处理后再显示给操作员。该系统具备对潜艇磁信号的自动识别和报警功能。经磁补偿后的信号，还要再经过处理与存储在内存中的“样本”信号进行比较，识别出所需要的目标信号，并完成报警和定位。在深海条件下，该磁探仪对核潜艇的作用距离可达450米，浅海条件下对核潜艇的作用距离为350米，对常规潜艇的作用距离为260米。
虽然磁探仪具有声探测所不具备的优势，但世界上目前在役的各种常规磁探仪均存在灵敏度低、探测距离近等缺陷，一般多用于铁磁目标的确认和精确定位。在潜艇机动受到限制或狭窄海域等搜索海域范围不大时，也可利用磁探仪进行搜索。但由于其作用距离较近，反潜机大都采用低空和超低空探测，因此多数情况下，是在其它探测器材测得潜艇的大概位置后，再用磁探仪进行验证和精确定位。
未来搜潜设备
近年来由于超导材料的出现，给超导磁探仪的研制带来了希望。与常规磁探仪相比，超导磁探仪具有灵敏度高、响应频带宽、量程广、灵活性大、灵敏元件体积小等特点，将能大幅度提高探测距离，提高识别目标的准确性和快速性，提高探潜效能等。因此，超导磁探仪是航空磁探仪的发展方向之一。
总之，由于现代潜艇敷瓦消声、减震降噪和消磁技术的发展，使得发现潜艇变得越来越困难。近些年来，美、英、法等国一直在致力于研发新一代搜潜设备。在声学探测方面，设计工作频率更低、作用距离更远、具有水下扩展式基阵的航空吊放声呐，以对付具有消声敷瓦的潜艇：设计高性能被动低频、扩展阵和垂线阵的声呐浮标，提高对安静型潜艇的检测能力。在非声探测方面，积极发展基于超导量子干涉器的新一代磁探仪、核潜艇微量辐射监测仪和新型机载海洋激光雷达，以及能检测舰艇腐蚀诱发电场的极低频腐蚀电场探测仪等。这些新技术、新原理的应用，有望在非声探测技术方面显著增大对潜艇的探测距离。