Vũ khí siêu vượt âm là các loại vũ khí (như tên lửa) di chuyển với tốc độ từ 5 đến 25 lần tốc độ âm thanh (Mach 5 – Mach 25) – khoảng 1 đến 5 dặm/giây (1,6 đến 8 km/giây).[1] Chậm hơn tốc độ như vậy, vũ khí sẽ được coi là cận âm (dưới vận tốc âm thanh – Mach 1) hoặc siêu âm (từ Mach 1 tới dưới Mach 5).
Lưu ý rằng không phải bất cứ vũ khí nào đạt vận tốc Mach 5 – Mach 25 đều được coi là vũ khí siêu vượt âm. Một số điều kiện khác phải đạt được, đó là vũ khí phải đạt được vận tốc này ngay cả khi đang bay trong bầu khí quyển (tức là độ cao dưới 30 km), đồng thời phải có khả năng thay đổi đường bay giống như tên lửa hành trình.
Các loại máy bay như North American X-15 hoặc tàu con thoi có thể đạt vận tốc Mach 5-6 nhưng cũng không được coi là vũ khí siêu vượt âm, vì nó chỉ có thể đạt vận tốc này ở độ cao vũ trụ (trên 100 km so với mặt đất), còn nếu ở độ cao dưới 30 km thì vận tốc của X-15 sẽ chỉ còn Mach 2-3 (do ma sát với không khí khiến nó bay chậm lại).