20世纪50年代初，随着再入飞行器的发展，急需能复现和模拟高超音速飞行环境的空气动力学实验设备。但是，在高超音速飞行中，除了与低速飞行中类似的流动现象外，还将出现由高温引起的真实气体效应(见气动热力学)。为了同时完全模拟这些现象，在设备中需要有温度达上万度和压力为数千兆帕(数万大气压)的气源，设备尺寸还要大得足以放下与实际飞行器一样大的模型。实际上这是难以同时实现的。
但在许多有实际意义的情况下，高超音速飞行器附近的流动可以自然地分成以流体动力学现象或以高温物理化学现象为主的区域，从而使高超音速飞行的地面模拟问题大大简化，即在地面实验中难以达到的所有参数（如马赫数、雷诺数、飞行速度、环境密度及温度、气体成分和飞行器尺寸等）的完全模拟分别用部分模拟来代替（见实验空气动力学）。超高速实验设备种类繁多，用途各异，除各类高超音速风洞外，还有电弧加热器、激波管、弹道靶等。
高超音速风洞有暂冲型的常规高超音速风洞、低密度高超音速风洞、电弧风洞、脉冲型的激波风洞、炮风洞、热冲风洞和长冲风洞，还有介于两类之间的气体活塞式风洞。各类高超音速风洞主要用于马赫数和雷诺数的模拟，借以研究和实验有关流体动力学现象。
