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  俯衝轟炸機在攻擊敵方目標時,會以與地面超過45度角的方式高速向目標俯衝,在距目標很近的距離上拉起飛機同時投彈。這種投彈方式的優點是,可以在保證投彈速度的情況下儘可能提高命中率。由於投彈高度低,其命中率較水平轟炸機提高了許多倍。此外,俯衝轟炸機亦無須安裝複雜的瞄準系統或雷達。俯衝轟炸機在其頂峰時期被廣泛應用於對重要目標,尤其是小面積或移動中的目標的攻擊,以充分發揮其投彈準確度高的優勢。  然而其優勢也是有代價的。俯衝轟炸機為了實現高速俯衝的戰術方式,氣動結構的設計與其它飛機有所不同,在一定程度上會影響其飛行速度和飛航效能。而且由於其機體小,載彈量和航程也遠不及戰略轟炸機。此外,由於俯衝轟炸機需要向目標垂直俯衝,因此極易遭到地面防空火力,如高炮的攻擊。多數俯衝轟炸機都配備有減速板,可以在俯衝時產生阻力,將速度保持在250節左右以保證投彈的準確性。

  俯衝轟炸戰術起源於第一次世界大戰中,由英國皇家空軍最先開創。但早期的轟炸機由於結構脆弱,因而無法承受高速俯衝及拉起所產生的衝擊力。直到1930年代,隨著飛機技術的發展,俯衝轟炸戰術越來越受重視,尤其是其對小型目標的攻擊能力。在美國,海軍於1925年採購了第一種定製的俯衝轟炸機——科蒂斯F8C獵鷹式攻擊機。  海軍一般較陸軍更青睞俯衝轟炸機。陸軍轟炸機由於在陸地上起降,基本不受尺寸和重量限制,因此其指揮官一般採用大規模水平轟炸的策略。而對於海軍來說,能在航空母艦上起降的飛機尺寸和重量有限,海軍需要將有限的彈藥精確地送至目標上空,而非大規模的密集式轟炸。

  在二戰的歐洲戰場,德國是俯衝轟炸機的主要使用者。德國俯衝轟炸機的主要任務是為其裝甲部隊和步兵提供近距離火力支援,代表機種為Ju-87斯圖卡俯衝轟炸機。斯圖卡式轟炸機的機體非常堅固,可以以90度角向下俯衝,在閃擊戰中發揮了極其重要的作用。相比之下,作為俯衝轟炸戰術的發明者,英國所製造的俯衝轟炸機卻遜色了許多。戰爭中皇家空軍和海軍僅生產了約200架賊鷗式俯衝轟炸機,表現亦不如人意。  在太平洋戰場,日本和美國也製造了大量俯衝轟炸機,主要參加反艦作戰。日本在戰爭初期擁有當時世界上先進的俯衝轟炸機,代表機種為九九式艦上轟炸機,在珍珠港事件以及隨後的其他一些行動中表現良好。但隨著戰爭後期日本航空工業技術發展遲緩,其優勢也被美國超過。美國俯衝轟炸機在戰爭後期消滅日本聯合艦隊剩餘力量的戰鬥中發揮了重要的作用,如SBD無畏式俯衝轟炸機及科蒂斯SB2C地獄俯衝者式俯衝轟炸機。  二戰後期一些大馬力的戰鬥機開始可以執行俯衝轟炸的工作,由於戰鬥機具備較轟炸機更好的機動力,能在投彈完成之後繼續執行其他作戰任務或是更有效地保護自身安然撤退,逐漸替代了專職的俯衝轟炸機。二戰後俯衝轟炸機的作用逐漸減弱。地面防空武器及戰鬥機的快速發展迅速使俯衝轟炸戰術開始無法適應新戰場。各種精確的瞄準系統及投彈雷達的發展也很大程度上增強了水平轟炸的投彈精度,以往需要進行俯衝轟炸加強命中率的需求逐漸消失,而俯衝轟炸機的無法應付各種新式武器的問題使其喪失了在轟炸戰術中的地位。今日,雖然多數轟炸機在攻擊敵方目標前仍會進行小角度的俯衝,但專職的俯衝轟炸機已徹底地走入了歷史。
俯衝轟炸機(英語:Dive bomber),是轟炸機的一種,是以高速俯衝方式精確攻擊敵人的地面或水上目標的軍用飛機,活躍於第二次世界大戰中。由於載彈量較小,主要被用於戰術轟炸,但亦可用於戰略轟炸。相較於同時期的水平轟炸機,俯衝轟炸機的優勢在於投彈命中率高,效率也要高出很多。