地球是有曲率的，雷达发射的电磁波一般是直线传播的；要想探测到地平线以下的目标，一般采取的办法是雷达安装的位置要高，要么安装在飞机上（即预警机），或者安装在卫星上（即预警卫星）；而安装在地面上的雷达，需要探测到几百公里至几千公里外的目标，这种雷达的技术难度是非常高的。
我国目前就有两种探测手段的超视距雷达，一种是天波超视距雷达，另一种是海地波超视距雷达。
1982年，包养浩、焦培南主持研制成功我国第一部“脉冲体制天波超视距雷达”（112-1雷达），成功地在强杂波中检测到900～1500公里飞行的目标，标志着我国成为独立掌握该项技术的第三个国家；该雷达在1985年获得国家科技进步二等奖。1998年，我国第一部“调频连续波体天波超视距雷达”研制成功，该雷达成功检测到2000公里距离的飞机目标，并独立形成多批目标航迹；该雷达当时已达到该技术国际先进水平，并在1999年1月试验通过国家鉴定。
天波超视距雷达的探测手段是地面雷达向高空平流层发射雷达电磁波，然后通过平流层的电离层折射雷达发射的电磁波到地面和海面上，从而实现探测地平线以下的目标。地球上空大约60～100公里处有电离层，电离层从上而下又分为F2、F1、E、D四层，这四层电离层具有反射无线电短波使之返回地面的特性；而天波超视距雷达工作在3～30MHz频段，正好属于短波。
天波超视距雷达探测目标获取信息并不是直接对物体进行探测，而是通过对目标物体运动时产生的气流、洋流、温度、光波来获取目标信息。比如探测的目标是导弹或飞机时，只要导弹或飞机起飞，尾部都会喷出高温气体，使大气产生电离，形成一条长长的电离气体“尾巴”，这条气体“尾巴”对电磁波产生反射，从而使导弹或飞机刚起飞就被雷达捕获，包括隐身导弹和隐身战机也一样。
天波超视距雷达作为一种预警雷达，如果其发射的电磁波角度覆盖范围120度，作用距离为1000～4000公里，那么它就可以几乎探测1600万平方公里面积的区域。
天波超视距雷达作用非常大，它能够在作用范围内，探测各种气象变化、洋流情况，对气压、气流、旋风、台风和海浪形成图像进行预报，并可用来收集火箭发射、导弹发射、各种飞机起飞、舰船动态、海洋、陆地、极光和流星等等信息。对敌方发射的导弹，向己方提供更多时间预警，普通雷达和卫星难以发现的巡航导弹、隐身导弹、隐身飞机，使用超视距雷达也能捕捉到。
海地波超视距雷达是天波超视距雷达以外的另一种超视距雷达，其探测目标的手段是雷达向海面发射电磁波，由于电磁波不能穿入海水，只能在水面上随波涛绕行传播；由于受海水噪杂影响很大，其探测距离取决于雷达功率大小和粒子滤波器滤波效率，目前我国海地波超视距雷达探测距离大约在400公里左右，随着往后不断发展进步，雷达功率会逐渐增大，滤波器效率也会越来越高，探测距离也会越来越远。
海地波超视距雷达主要探测低空和超低空飞行目标、以及海面目标；比如低空、超低空飞行的导弹和飞机（包括隐身导弹、隐身飞机），水面航行的舰船，各种气象变化、洋流情况等。
我国最新一代天波超视距雷达最远探测距离达5000公里；探测距离远近主要依靠雷达发射电磁波的角度覆盖范围而定，发射电磁波的角度越大，电离层折射电磁波越远，相反则越近。天波超视距雷达与海地波超视距雷达结合使用，可以预警5000公里半径范围内，而且两种雷达可以高低搭配、远近搭配，形成无缝连接。再加上正在组建的太空预警卫星网和高分系列卫星网，将让我国的预警系统形成从太空到地面不间断的立体预警，而且还能看得清清楚楚。在防灾、减灾方面也能起到非常重要的预警，并且能为经济建设起到不可估量的作用。
