军方最大的三个情报系统都各自操控航空器进行信号情报搜集工作。空军第25联队的第55军情大队的总部位于内布拉斯加州奥福特空军基地，负责操控RC-135侦察机群，多达20架飞机，其中有17架RC-135V/W“联合铆钉”飞机。这些型号的飞机总长度为135英尺，翼展达131英尺，整体高度为42英尺，工作高度为34990英尺。它们能飞行500英里每小时以上，不加油航程为3900英里。但是，它们在10小时之后必须进行空中加油。它们可在空中停留30小时，飞行的最高限度为5万英尺。飞机上可乘坐超过30个人，包括机舱成员、电子战官员、情报操作员和飞行中维修技术人员。

　　联合铆钉飞机的飞行任务被称为“燃烧的风”（BURNING WIND）和“模糊的风”（MISTY WIND），负责拦截通信和电子信号。该飞机携带电子发射器自动定位系统，扫描飞机两边，在数秒内能够识别雷达，但其精准度还不足以识别出智能武器。数据可以通过安全的语音线路（战术信息广播业务或战术数字信息线路）进行传输。飞机初期携带的多种通迅发射器定位系统，已经被平面刃型天线所取代。联合铆钉侦察机的起飞基地有：希腊克里特岛索达湾的奥福特空军基地；日本冲绳的嘉手纳空军基地；沙特阿拉伯阿尔卡吉的苏尔坦王子空军基地（第763远征侦察中队ERS）；卡塔尔多哈以西的阿尔乌代德空军基地。

　　随着冷战的结束，联合铆钉机群的目标有了显著的变化。1995年和1996年期间，79%的飞行任务为了支持联合特遣部队在中东（伊拉克）和波斯尼亚的行动。1995年2月22日，一架联合铆钉飞机执行了该项目的第1000次飞行任务，支持“南方守望”行动（Operation SOUTHERN WATCH），实施联合国对伊拉克的制裁。1996年10月，一架来自米尔登霍尔皇家空军基地的联合铆钉飞机执行了第1000次亚德里亚海飞行任务，该任务开始于4年前，是为了支持“提供希望”行动（Operation PROVIDE PROMISE）。另有19%的飞行任务目标是古巴、地中海地区（尤其是利比亚）、太平洋地区（包括朝鲜、中国和越南）。剩余的2%飞行任务是培训和演习。RC-135侦察机已经“成为攻击敌方电子防空系统的关键工具，该系统依赖于对来袭敌机具体位置的数据迅速交换”。自2000年以来，联合铆钉飞机多次执行支持“伊拉克自由”行动和阿富汗“坚持自由”行动的飞行任务。根据空军2009年一份情况说明所述，“自20世纪90年代初开始，RC-135侦察机一直保持着在西南亚的持续存在”。2008年，第763远征侦察中队在执行阿富汗某项目过程，完成了50000飞行小时的记录。近期的飞行任务包括利比亚和乌克兰。2010年，多架联合铆钉飞越菲律宾，拦截阿布沙耶夫恐怖组织的通信。2011年，来自索达湾的多架联合铆钉监控了利比亚的空军和防空通信。那一年，它们出动了83架次，支持“奥德赛黎明”行动和“联合保护者”行动（Operation UNIFIED PROTECTOR），这些行动寻求在利比亚实现建立禁飞区和武器禁运。2014年12月，俄罗斯空军总司令抱怨，RC-135“几乎每天”都会数次出现在俄罗斯沿海的波罗的海地区，还声称2014年RC-135出现了140次，对比之下2013年只有22次。

　　其中某些次数应该归于两架RC-135U，它们被称为作战派送（bat Sent）；它们与联合铆钉的速度和工作高度一致，但航程可达4000海里，最高飞行高度可在35000英尺以上。该机组包括两名飞行员，一名导航员，两名机载系统工程师，至少10名电子战官员和6名或更多任务区域专家。与联合铆钉飞机一样，作战派送携带发射器自动定位系统。作战派送飞机上携带的主要传感器是精密功率测量系统（Precision Power Measurement System），该系统判断选定目标的绝对功率、功率方向图和选定目标发射器的偏振。另外，在高分辨率相机与多个电视和雷达传感器上都配备了“指南针时代”（PASS ERA）系统，该系统包括红外热成像，一个干涉光谱仪和多个光谱辐射仪传感器。作战派送飞行任务的目标是对外国军事用地、雷达信号、海军雷达信号和机载雷达信号进行定位和识别。具体而言，这些飞行任务旨在提供“信号参数，用于开发雷达预警接收器、电子战（EW）系统、威胁系统模拟器和任务策划”。信号参数包括功率、脉冲和极化数据。2014年10月，据称一架RC-135U上的任务标记显示它曾被用于监控乌克兰危机的发展情况。

　　RC-135系列的最后一个成员是RC-135S型号，它被称为“眼镜蛇球”（Cobra Ball），行动代号被称为“燃料恒星”（BURNING STAR）。这类飞机有三架。“眼镜蛇球”飞机驻扎在阿拉斯加州艾尔森空军基地，经常从谢米亚空军基地起飞执行任务，直到1991年末，“眼镜蛇球”的相关任务被转到了奥福特空军基地。

　　20世纪90年代中期，“眼镜蛇球”每年约执行100次任务，目标是获取俄罗斯、中国、印度和以色列的导弹试验情报。因此，1994年1月，迪戈加西亚基地的一架“眼镜蛇球”被部署在孟加拉湾，监控印度即将举行的导弹试验。1996年，“眼镜蛇球”飞机监控中国在台湾附近进行的数次导弹试验、印度的几次导弹试验和俄罗斯的数次导弹试验。1997年5月，一架“眼镜蛇球”监控了朝鲜的一次反舰导弹试验。2003年3月初，朝鲜几架战斗机在朝鲜海岸线外约150英里处拦截了一架“眼镜蛇球”并命令其降落在朝鲜，美国飞行员对这些指令置若惘闻。

　　RC-135S飞机携带的系统中，配有高级遥测系统（Advaelemetry System, ATS），是自动搜索频带的一部分，为出现的所有信号制作一份数字记录。高级遥测系统的操作人员为重新进入链接分配搜集资源，并记录所有探测到的遥测信号。

　　海军的同类信号情报机群由EP-3E空中侦察综合电子系统（Airborne Reaissaegrated Eleic System, ARIESⅡ）飞机组成。1999年，12架飞机组成的机群被平均分配给了位于华盛顿州惠德比岛海军航空站的第1舰队空中侦察中队（Fleet Air Reaissance Squadron One, VQ-1），即“世界观察者”，和位于西班牙罗塔的第2舰队空中侦察中队（Fleet Air Reaissance Squadron Two, VQ-2）。VQ-1的职责区域从美国的西海岸延伸至非洲的东海岸和阿拉伯湾。其他分遣队位于：阿联酋巴林岛；日本三泽；日本嘉手纳；韩国乌山。

　　2005年9月，第2舰队空中侦察中队，包括所有飞机和450名人员从西班牙的罗塔迁至惠德比岛海军航空站，这样两支中队都将总部设在了这里。海军称，这次变动是“与海军正在进行的驻欧军力改革相符的”，并将使侦察中队具备“冲击全球”的能力。然后，2012年5月，海军取消了第2舰队空中侦察中队，其所属人员被转至第1舰队空中侦察中队。到2012年为止，第1舰队空中侦察中队的机群共有16架飞机，但是有计划要将该数字降至12架。

　　EP-3E是长度116英尺的四引擎涡轮螺旋桨飞机，飞行高度略高于2.8万英尺，飞行速度为446英里每小时，航程为2738英里。该机与PC-3C的区别在于其机身下有1个扁平的圆形雷达天线罩，而且它的尾部没有长而薄的电磁异常探测器（Magialy Detector）尾桁。飞机由五人飞行机组驾驶，另有18个人负责不同的系统操作。该飞机的“故事书”（Story Book）系统具有通信情报信号获取、数据处理和数据整合的综合性能力，据称能够提供战术评估和实时传输。6名操作人员负责操控“经典故事”（Story Classic）系统，其提供升级的搜索和获取低波段信号能力。指挥员、通信专家和战术评估专家能够在他们各自的工作站直接获得由EP-3E搜集的数据，以及来自其他美国情报力量的数据（通过战术相关应用系统，战术数字信号交流系统，战术通迅广播系统及其他线路），因此他们能综合飞机搜集的数据和其他数据，提供一份全面的目标活动评估并将结论分送出去。

　　“世界观察者”行动包括外国水面和潜艇行动，以及陆基雷达和超高频/甚高频通信。1996年，第1舰队空中侦察中队出动了1319架次，“不但承担国家和舰队指派的敏感侦察行动（Sensitive Reaissance Operations）title();