Istotą techniki stealth jest zmniejszenie do minimum prawdopodobieństwa wykrycia statku powietrznego przez nieprzyjaciela. Wykrycie to może nastąpić za pomocą radaru, urządzeń elektronicznych, akustycznych oraz wykorzystujących promieniowanie samolotu w zakresie podczerwieni. Groźny jest ponadto ślad w postaci smugi kondensacyjnej pozostawiony w określonych warunkach lotu oraz emisja dymów w strumieniu gazów wylotowych z silnika. W związku z tym wszystkie samoloty stealth powinny mieć odpowiednie charakterystyki, uniemożliwiające ich wykrycie wymienionymi metodami. Generalnie uważa się, że jeżeli samolot ten zostanie wykryty, to nastąpi to zbyt późno (zbyt blisko celu), aby przeciwnik mógł podjąć skuteczną kontrakcję. Jednocześnie samolot taki mógłby bezpiecznie wykorzystać własne urządzenia biernej obserwacji metodami elektrycznymi i dokładnej lokalizacji obiektów (latających, naziemnych) ataku, zanim sam zostanie wykryty przez środki obrony przeciwlotniczej nieprzyjaciela. Wszystkie czynniki zdradzające samolot są ważne. Metodom ich eliminacji bądź zmniejszania poświęca się wiele uwagi.

Jednak najwięcej energii wydatkuje się na poszukiwanie metod zmniejszania wykrywalności samolotów przez stacje radiolokacyjne. Decydującym parametrem jest tzw. skuteczna powierzchnia odbicia (SPO) obiektu, w literaturze anglojęzycznej oznaczana RCS (Radar Cross Section). Ta umowna powierzchnia, wyrażana w m2, może być traktowana jako miara ilościowa pozwalająca określić, jaki jest stosunek mocy sygnału wtórnie promieniowanego przez cel powietrzny w kierunku odbiornika do mocy fali elektromagnetycznej opromieniującej cel. Wartość jej zależy od kształtu obiektu, materiału, z jakiego jest on wykonany, częstotliwości roboczej stacji radiolokacyjnej, kształtu sygnału sondującego oraz przestrzennego usytuowania obiektu względem źródła promieniowania. Istotne zagadnienie stanowi również zmniejszenie emitowanego przez latające samoloty promieniowania elektromagnetycznego oraz cieplnego w zakresie podczerwieni. Źródłem pierwszego promieniowania są urządzenia elektroniczne umieszczone na płatowcu, emitujące charakterystyczne sygnały dla systemów wykrywania i naprowadzania będących w dyspozycji przeciwnika. Drugie promieniowanie, będące wynikiem nagrzewania się samolotu, daje sygnał w podczerwieni dla urządzeń wykrywających i naprowadzających samoloty i pociski nieprzyjaciela. Akustyczne efekty towarzyszące samolotowi w czasie lotu, jak również możliwość jego wizualnego zlokalizowania są mniej ważnymi czynnikami. Skuteczna powierzchnia odbicia, rozproszenia (SPO)

Zasięg typowej stacji radiolokacyjnej jest proporcjonalny do czwartego pierwiastka z SPO wykrywanego celu, co ilustruje wykres:

Zmniejszenie SPO, np. o 50%, powoduje zmniejszenie zasięgu o 8%, a przy zmniejszeniu o 90% zasięg obniża się około 25%. Wynika stąd wniosek, że istotne zmniejszenie zasięgu wymaga radykalnego obniżenia wartości SPO dla uzyskania niewidzialności obiektu latającego na obszarze w pobliżu stacji radiolokacyjnej. Skuteczna powierzchnia odbicia zależy w pewnym stopniu od wymiarów celu. Zazwyczaj rozumie się tutaj powierzchnię przekroju poprzecznego celu oraz jego kątowego usytuowania względem stacji radiolokacyjnej. Przykładowo dla samolotu F-117A w widoku z przodu, SPO spada nawet poniżej 0,01 m2, podczas gdy w widoku z boku rośnie ona do 0,025 m2, co odpowiada geometrycznemu rzutowi bocznemu średniej wielkości ptaka, np. dużego gołębia; w wypadku samolotu F-15, zbudowanego bez uwzględnienia wymogów stealth, wartość SPO zwiększa się aż czterokrotnie.

Z badań eksperymentalnych wynika, że wartość SPO istotnie zależy od częstotliwości sygnału sondującego, ma więc wpływ na zasięg wykrywania. Stosowane obecnie techniki stealth są szczególnie efektywne w zakresie częstotliwości 103-104 MHz, tj. w zakresie częstotliwości, w których pracuje większość stacji radiolokacyjnych systemu obrony powietrznej.

» Zależność skutecznej powierzchni odbicia od kątowego położenia względem stacji radiolokacyjnej dla samolotu myśliwskiego F-15 zbudowanego bez uwzględnienia techniki stealth dla samolotu F-117A

Dodać należy, że odległość celu od stacji radiolokacyjnej w niewielkim stopniu wpływa na energię echa radarowego. Z badań doświadczalnych wynika, że jednostkowa energia echa przy odległości celu jednej mili od radaru jest tylko o 0,000016% silniejsza od energii echa radarowego tego samego samolotu z odległości 50 mil.

Bryła płatowca samolotu klasy stealth powinna być gładka i krzywoliniowa, bez wystających elementów, w tym zwłaszcza anten i podwieszeń zewnętrznych. Takie wystające elementy, absolutnie niezbędne (światła pozycyjne, niektóre anteny, złącze do uzupełniania paliwa w locie i in.), poza okresami koniecznego wykorzystywania, muszą być chowane lub zasłaniane.

Niektórych elementów samolotu, jak np. czujników ciśnienia, nie można usunąć (chować, zasłaniać), dlatego stosuje się inne przedsięwzięcia – np. w samolocie F-117A czujniki te są umieszczone w pobliżu osi kadłuba, a dla zmniejszenia SPO nadano im specyficzny, rozpraszający (dzięki odbijaniu w różnych kierunkach) promieniowanie radarowe kształt dziwacznych z pozoru graniastosłupów.

» Szacunkowe odległości wykrycia różnych typów samolotów przerz stację radiolokacyjną o typowych długościach fal

Innym kierunkiem zmniejszania SPO jest dobieranie odpowiednich materiałów konstrukcyjnych na wierzchnie elementy płatowca. Chodzi tu o materiały specjalne, o odpowiednich własnościach pochłaniających i (lub) rozpraszających fale radarowe napotykane przez lecący samolot.

Do najważniejszych wskaźników charakteryzujących efektywność tych materiałów można zaliczyć: współczynnik odbicia, jego zależność od kąta, pod którym fala trafia w powierzchnię zespołu płatowca wykonanego z tego materiału oraz szerokości pasma częstotliwości pochłanianych (rozpraszanych) fal. Do najbardziej znanych materiałów pochłaniających energię fal radarowych należą kompozyty z włóknem grafitowym. Mały samolot wykonany z takiego kompozytu może być niewidoczny na ekranach i radarów małej mocy, stosowanych przez cywilną kontrolę obszaru. i Wojskowe systemy radarowe o dużej mocy samoloty takie wykrywają. Amerykańskie wytwórnie Boeing i Lockheed, zaagażowane w budowę samolotów trudno wykrywalnych, zastosowały kompozyty grafitowe na osnowie termoplastycznej, które w porównaniu z kompozytami na osnowie epoksydowej mają lepsze własności plastyczne, dużą wytrzymałość i odporność na uszkodzenia, a wykonane z nich elementy mogą być łączone bez stosowania połączeń mechanicznych, np. nitowania. Wyeliminowanie nitowania jest bardzo pozytywną cechą, bowiem główki nitów w niemetalowej konstrukcji mają nadspodziewanie duży wpływ na zwiększenie wartości SPO.

Osiągnięcia ostatnich lat w dziedzinie inżynierii materiałowej umożliwiły uzyskanie szeregu nowych, pochłaniających promieniowanie radarowe, niemetalowych materiałów konstrukcyjnych RAM (Radar Absorbent Materiał). Specjaliści zachodni przewidują, że w niedalekiej przyszłości elementy i podzespoły konstrukcyjne płatowca wykonane z tych materiałów będą stanowiły około połowy masy konstrukcji płatowca.

» Promieniowanie cieplne w podczerwieni

Drugim pod względem znaczenia postulatem (po minimalizacji wartości SPO) stawianym konstruktorom samolotów klasy stealth jest zmniejszenie do minimum promieniowania cieplnego w podczerwieni. Ważkość tego problemu tłumaczy się tym, że podczerwień, spośród innych zakresów promieniowania elektromagnetycznego, jest jak dotąd jedynym promieniowaniem (poza zakresem radiowym), dzięki któremu obiekt latający może być niezawodnie wykryty poza granicą bezpośredniej widzialności. Sygnał w podczerwieni umożliwia więc naprowadzenie przez przeciwnika pocisków rakietowych klasy „powietrze-powietrze” czy „ziemia-powietrze”. Niekorzystną charakterystykę cieplną samolotu tworzą: pracujący zespół napędowy wraz ze strumieniem gorących gazów wylotowych, nagrzewanie się zespołów płatowca, będące efektem tarcia aerodynamicznego, wydzielanie ciepła przez zespoty i agregaty wyposażenia samolotu nagrzewające się podczas pracy. Zjawiska nagrzewania aerodynamicznego i nagrzewania od zespołu napędowego są wynikiem procesów wzajemnego oddziaływania między ośrodkiem (powietrze, gazy spalinowe) a opływanym ciałem statym (samolot, silnik). Likwidacja bądź ograniczenie do minimum sygnału w podczerwieni dla samolotu klasy stealth jest niezwykle istotne. Problem nagrzewania konstrukcji wynikający z przedstawionych tu czynników nabiera szczególnego znaczenia przy dużych naddźwiękowych prędkościach lotu. Należy pamiętać i o tym, że wzrost temperatury płatowca wpływa bezpośrednio na obniżenie własności mechanicznych materiałów konstrukcyjnych, a także na warunki pracy załogi oraz wyposażenia. Są to problemy trudne do rozwiązania i ciągle badane. Być może właśnie dlatego (a może przede wszystkim?) samoloty stealth F-117A i B-2 zostały zbudowane jako poddźwiękowe.

» Promieniowanie elektromagnetyczne

Zdradliwym dla samolotu klasy stealth jest także promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące od pracujących na jego pokładzie różnorodnych urządzeń. Podstawową zasadą zmierzającą do zmniejszenia promieniowania elektromagnetycznego urządzeń pokładowych jest ich grupowanie w jak najmniejszej liczbie miejsc (łatwiej jest je ekranować) oraz stosowanie przesyłania informacji i komend za pomocą techniki światłowodowej – szczególnie wówczas, gdy odległości między tymi urządzeniami na pokładzie samolotu są duże.

» Wykrywalność optyczna i akustyczna

Wykrywanie optyczne i akustyczne ma mniejsze znaczenie niż wymienione wcześniej sposoby identyfikacji obiektów latających. Metody zmniejszenia wykrywalności, zwłaszcza optycznej, nie uległy istotnym zmianom. W dalszym ciągu stosuje się barwny kamuflaż, polegający na pozornym zdeformowaniu charakterystycznego kształtu obiektu latającego i przystosowaniu go do odpowiedniego tła, np. koloru nieba, piasków, zieleni, lotniska, drzew, wody itp., to jest tła, na którym samolot lata lub bazuje. Kolory kamuflażu mogą być różne