米格-25战斗机（俄语：Микоян МиГ-25，英语：Mikoyan MiG-25，北约代号：“狐蝠”，Foxbat），是苏联米高扬设计局20世纪60年代末期研制的高空高速截击战斗机，是世界上第一种最大飞行速度超过3马赫的战斗机 。
米格-25原型机于1964年首次试飞，1969年开始装备部队。米格-25大量采用了不锈钢结构，在设计上强调高空高速性能，曾打破多项飞行速度和飞行高度世界纪录，是世界上闯过“热障”（M2.5）仅有的三种有人驾驶飞机之一（另两种是美国的SR-71和俄罗斯的米格31）。
米格-25战斗机总产量约1200架左右，其中60%是侦察型，30%是截击型，10%是双座教练型。除在前苏联空军中服役外，在冷战时期曾出口过叙利亚、伊拉克、印度等国家，仍活跃在这些国家的空军。
米格-25于20世纪50年代末开始设计，它的研制主要是为了对付美国的研发中的XB-70“瓦尔基里”轰炸机与A-12/SR-71“黑鸟”高空高速侦察机，这种侦查机的最高速度同样达到3马赫，普通的截击机根本无法追上。1961年，米格-25原型机在试验中创造了在22670米的升限以3000千米/小时飞行的世界纪录，当时世界上任何一架飞机都无法达到这一性能。
米格-25的气动布局与以前的米格飞机的传统风格有较大差别，采用中等后掠上单翼、两侧进气、双发、双垂尾布局，这是该设计局与苏联中央空气流体动力学研究院共同的研究成果。
米格的第一种超音速战斗机米格-19在零摄氏度的空气中以马赫1.3飞行时，机首与气流摩擦生热，温度达到72摄氏度。而在以马赫2.05飞行的米格-21上，这一温度上升到107摄氏度。估算得出马赫3时，这一温度将达到300度。这使得在飞机的结构要采用耐热而不能太重的金属材料，这个问题还算好解决，因为当时苏联的金属应用技术已相当完善。但当时苏联却没有一种半导体能够在65摄氏度以上的温度里工作。因此想飞3倍音速，必须解决这一问题。经米格设计局与有关科研部门及厂家合作，研制米格-25的前期可行性准备得以完成 。
高温是米格-25 研制中面临的另一挑战，最大飞行速度下飞机表面驻点温度高达 300℃以上，铝合金只能承受 140℃，必须选用新材料和新工艺。发动机在某些工作状态下，个别部件的温度超过 1,000℃，为防止热传入飞机内部，发动机舱用镀银的防热隔板包住。镀层厚 30 微米，镀层吸热系数为 0.03~0.05，每架飞机耗银 5 千克，所吸的 5%的热量又借助于玻璃纤维隔热毯防止传给机身油箱。
驾驶舱和设备舱采用通风冷却。飞行员借专用的空气喷头提供的冷却空气降温，风挡由导流环喷出的空气冷却。虽然舱内温度仍较高，但飞行员认为可以接受，只是必须带手套才能工作。冷却系统的设计功率为 18~24 千瓦。从发动机压气机引出的 700℃的空气，通过进气道内的空气-空气热交换器、燃油系统的热交换器（用耐高温燃油 T-6 作热沉）和空气-蒸气热交换器（蒸发水-甲醇混合液）后，至设备舱入口处时温度已降为 -20℃，从而使舱内工作温度保持在 50~70℃。
以当时为高空无人驾驶飞机研制的低增压比试验型涡喷发动机 15K 为基础，由米库林/图曼斯基设计局按米格-25 的设计要求进行改进。据负责发动机改型的型号总设计师费·乌-苏霍夫称，改型设计的工作量很大，为增大喘振裕度修改了压气机；为适应高空工作重新设计了燃烧室；涡轮前温度提高了 50℃；消除了加力燃烧室的燃烧振动；采用了三种工作状态的可调喷口。改型发动机实际上只保留了原来的机匣，编号为 R-15-300。
生产型 R-15B-300 系采用 5 级压气机和 1 级涡轮的加力涡喷发动机，增压比为 7，最大推力 86.24 千牛，加力推力 109.76 千牛。发动机原采用液压机械推力调节系统，但 E-150/-152试飞发现，在飞机急剧爬升时该系统表现出明显惯性，在由小油门（150 公斤/小时）迅速增加到大油门（15,000 公斤/小时）时不能保证充分供油。于是通过 1963~1964 年在图-16LL 发动机试飞台上试飞之后，改用了 RRD-15B 综合多功能电调系统，它能自动监测 6 个参数，十分可靠。飞机燃油系统中的主要执行机构也由液压助力器改为电磁阀。
米格-25的主要武器是专门为其配套研发的 R-40 远距空对空导弹，该导弹由马图斯·比斯诺瓦特领导的第 4 试验设计局于 1962 年二月开始研制，于 1969 年研制成功并投入批量生产，1970 年开始装备米格-25P，该导弹为前苏联第二代远程空对空导弹，其体积硕大，是当时世界上最大的空对空导弹之一，整体气动布局与之前的 R-8/98 十分类似，但其重量达到了半吨之巨，弹体长达 5.8 米（改进型更是长达 6.3 米），该弹采用鸭式布局，四对气动面呈 X-X 形布置，主气动面面积十分巨大，从导弹中部靠前的位置开始一直延伸到导弹尾部，翼展达到了 1.45 米，这样的气动布局加上细长的弹体外型，为其提供了良好的高速方向稳定性，从而使得 R-40 成为了一枚非常适宜进行高速拦射的中距空空导弹，但囿于巨大的体积和过剩的方向稳定性，R-40 在攻击高机动性目标时，其效能较差。
R-40 导弹有两种不同的制导模式，通过在地面更换导引头的方式实施切换，其中，半主动雷达制导的型号被称作 R-40R，该弹采用中继指令遥控制导和末端半主动雷达寻的制导相结合的复合制导模式，这使得米格-25 可以在雷达获取目标方位之后即发射导弹进行攻击，在导弹飞行过程中利用雷达对目标方位变化的监测对导弹实施遥控制导，并在制导的同时继续对目标实施迫近，待到飞机与目标距离进入弹载半主动雷达寻的装置作用范围内时再实施烧穿制导，从而使得导弹的有效射程成功突破了弹载半主动雷达寻的装置作用距离的限制，使得米格-25拥有了真正意义上的超视距拦射能力，在米格-25P 的时代，由于雷达性能的限制，R-40R 的有效射击距离只有40公里左右，而在米格-25PD 服役以后，R-40R 在更换了导引头之后，其有效射程几乎翻了一倍，达到了 75 公里，其作战效能有了很大的提高。R-40 的被动红外末制导型号被称作 R-40T，其与 R-40R 一样采用了无线电指令的中继制导模式，但由于 60 年代红外制导技术的限制，R-40T 的红外制导装置只能导引导弹对目标红外特征较为明显的尾部发起有效打击，只有在打击如黑鸟这种气动加热十分明显的高速目标时，R-40T 才能进行有效的迎头拦射，同时，由于红外制导装置的作用范围有限，使得 R-40T 的射程只有 R-40R 的一半左右（基本型射程 20 公里，改进型 50 公里）。
米格-25P 的雷达可以说是“好事多磨”，这种被称为“旋风”A 的大型火控雷达与苏联同期装备另外两种截击机使用相同的核心处理设备，但由于各自头部空间的不同而使用了不同的天线，其中米格-25P 使用的是天线孔径最大的型号，其雷达本体重量达到半吨，使用的倒置卡塞格伦天线孔径超过 1 米，堪称当时机载雷达中的“巨无霸”，然而，由于苏联相对落后的电子工业水平，旋风 A 雷达虽然有着硕大的体积，但其功能却十分的单一，几乎可以用简陋来形容，其扫描线基本与机身轴线重合，完全不具备下视-下射能力，以其超过一米的超大雷达孔径，对典型轰炸机目标的探测距离却只有 100 公里。究其原因，还是出在其落后的基本结构上，旋风 A 雷达的基本电子元件以巨大的真空管为主，虽然其标称峰值功率高达 600 千瓦，但绝大部分以热量的形式散失掉了，其功率利用率很低而且由于真空管雷达的波束控制能力低下，导致雷达只能以单脉冲体制进行简单的对空搜索，而当捕获目标以后，该雷达只能以单目标跟踪模式对目标锁定并导引机载导弹发起攻击，凭借着巨大的体积，旋风 A 雷达拥有了 120° 的水平扇面的搜索范围，12° 的俯仰搜索范围，并具有自动搜索/跟踪的能力，整个雷达系统可以直接通过经过升级的空气自动化截击系统与地面指挥站进行作战信息的交互。
米格-25战斗机在获得极高赞誉的同时，无边的诋毁和贬低也如影随形，它是人类历史上最富个性的飞机之一：米格-25应高空的威胁而生，其设计初衷原是为了在两万米以上的高空截击入侵的地方侦察机和轰炸机，然而，在它1,300 余架的生产份额中，却有 60% 是侦察型或侦查轰炸型，高空高速的巨大突防优势使得这架本来是用于守卫苏维埃领空的巨大战斗机最终却只是把截击当成了“副业”，由一面坚厚的盾牌，摇身一变，成为了刺穿敌方防控体系的一支利矛。
米格-25有着无与伦比的高空性能，但中低空性能及机动性能就差劲了。该型很好地达到并满足了苏空军提出的高空高速范围里的要求，但她却始终未达到其他部分的设计要求。发动机耗油量巨大使得航程受限、机动性很差，截击型带导弹高速飞行时仍存在稳定的问题，所以截击型不能像侦察型那样飞3.2马赫，最大速度限制在 2.8马赫。米格-25战斗机可以说是集中人力物力，研制纯单一用途战斗机的典型例子。
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