在美国航空界，“X”是实验用机型的专属代号，对高技能的寻求赋予了它们特立独行的外观和异乎寻常的功能。历史上，部分X系列飞机作为打破纪录的偶像得到大力宣扬，更多的长时间处在保密状况下，远离大众视野。近来，在业界颇具影响力的美国《航空航天杂志》，召集了航空科研人员和历史学家，评出了10架最富特性的X系列飞机。
该机的规划速度到达2马赫，为此具有可能是一切X系列飞机中最美丽的机身，悲惨剧的是，因为找不到相同超卓的发动机，该机全力爬升时的速度也只能牵强打破1马赫。别的，X-3机身细长而机翼较短，简略受惯性耦合影响，呈现风险的非指令性俯仰和偏航。颇具挖苦意味的是，在试飞过程中搜集的这些惯性耦合数据，恰恰是X-3做出的最大奉献。
诞生在喷气年代的该机，一反常态地选用了涡轮螺旋桨发动机，原因首要在于前期的喷气发动机加快极慢，在航母上运用难度太大。为此，美国海军将目光聚集在涡轮螺旋桨发动机身上，这种发动机的确缓解了加快慢的问题———即便在怠速状况，XF-84H三叶推进器的旋转速度也快得惊人，叶尖速度竟然超越音速，随之而来的是巨大的噪音和振荡，足以令地上人员呈现严峻的反胃症状，XF-84H因而被誉为航空史上“最能摧残耳朵”的飞机。
波音X-20绰号“戴纳-索尔”，呈三角形的机身运用耐热金属制造，翼尖装有直尾翅，是一种有人驾驭的有翼飞机。特别的是，它曾搭乘泰坦-III火箭进入轨迹，然后重返大气层并像一般飞机相同下降。问题就在于，X-20一直在实验机和具有可操作性的空间侦查/轰炸体系之间摇摆不定。1963年，时任美国防长麦克纳马拉干脆撤销了它的研发方案。
这是一种功能杰出的滑翔机。美国海军试飞员校园曾具有两架，大多数都用在验证脚舵在飞机上的运用远景(其时还没有研宣布电传操作技能)。在长达14年的研发和改善过程中，X-26A长时间处在“独行侠”状况，直到将迎来16岁生日时，联邦航空管理局才明确要求私家飞行员驾驭X-26A前应承受考试，通往后才可以获得执照。
由里洛易·格鲁曼领军研发的这架飞机犹如一头“怪兽”，选用了十多项赋有未来派颜色的新技能。其间，最令人兴奋的当数遵从空气动力学原理的机尾平衡翼———厚重的尾桁结尾附有一个小鸭翼面，用于移动整个三角面，看起来更像是一个可移动的调整片。但是，试飞员科克·梅耶十分厌烦这种独特的布局，对其他一些细节也诉苦不及。
这架飞机由B-36轰炸机改善而成，运用一个核反应堆为发动机供给动力。在处理技能和安全方面的问题后，核动力可令轰炸机的威慑力倍增。该机的研发是通过深思熟虑的，除了重达11吨的防辐射“铅衬”显得粗笨之外，在各方面都是毫无疑问的成功之作，关于其简略泄漏出放射性物质的说法纯属无稽之谈。但是，X-6终究是遭到摧残，凶手只要一个，那就是政治。
X-16是美国空军构思的一项高空侦查机方案。它的机身细长，选用后掠翼规划，机翼下装有两台喷气发动机，外支撑轮选用自行车式起落架，机身内装有高分辨率照相机和其他侦查设备。虽然该项目在试飞前撤销，但它促进洛克希德公司高度机密的“臭鼬工厂”意识到需求引进非传统规划，从而促成了U-2侦查机的诞生，后者现在仍在执役。
X-32和洛克希德公司的X-35都是“联合进犯战斗机”的概念机，一起比赛美国空军在21世纪初最大的战机收购项目。比较外形保存的X-35，该机选用了较多别具一格的规划，反倒给人以可靠性欠安的形象，成为其在竞标中失利的原因之一。X-32的下场，应了通用动力公司闻名飞机规划师鲍勃·坎宁安从前的话：“简略地说，出售美丽的规划要比丑恶的规划简略得多。丑恶的规划只能走向逝世，永久都不可能在市场上取得成功。”
这是一种单级入轨飞行器，选用前卫的超音速冲压喷气发动机作为动力。上世纪80年代初，一些研究人员预言有关技能将很快老练，力推X-30项目上马。他们的达观很快被证明是过错的———X-30的分量和本钱不断攀升，功能却走下坡路。终究，它的速度只能到达每秒3000英尺(约合914米)，远不足以进入轨迹。该机的失败给了技能达观主义者们当头一棒。
XP-79B是杰克·诺斯罗普痴迷于飞翼式飞机的又一个比如，也是美国研发无尾翼战斗机为数不多的测验，在许多方面赋有创造性，例如选用镁做资料。该机异乎寻常的外形引起了撒播甚广的流言———它是个“飞槌”，使用抵触处理敌机。XP-79B的仅有一次试飞只继续了15分钟左右，最终以灾难性坠机收场，试飞员哈里·克洛斯基为此赔上了性命。
