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  早在第一次世界大战,就曾经使用过在迫击砲弹内装乙炔,使其与空气混合后点火产生爆炸,以增强杀伤威力,但因效果不佳而作罢。第二次世界大战后开始作有系统之研究,把装有丙烷、乙炔的燃料筒,从空中投下,燃料筒破裂燃料散出后,再以曳光弹射击油气云,希望能将之引爆,结果亦不甚良好,且实验方法粗糙,进展非常缓慢。  直到1961年美国海军武器试验站(Naval Ordnance Test Station)在加州中国湖(China Lake)进行空爆燃烧弹的可行性研究后,始于1962年开始进行雏型空爆燃烧弹(FWS-1)之设计、实验及评估,并成功将其运用于越南战场上。发展至今,空爆燃烧弹之技术不仅已趋成熟,且在战争中被广泛的运用。

  空爆燃烧弹产生的油气云在一定空间,同时瞬间极速爆炸,其所反应出之效能有高温、窒息、超压及爆震波等,甚至会产生微量电磁脉冲。空爆燃烧弹的毁伤作用主要依靠高温、高压的冲击波,对机场跑道、导弹发射阵地、指挥所、集群坦克和掩体中的有生力量进行破坏和杀伤,其效能可以是同等重量的TNT炸药的3倍至11倍。空爆燃烧弹爆炸除对有生力量和建筑物构成毁伤外,一些电子器材也会遭到严重破坏而无法使用;其威力为常规武器中最大,仅亚于核武器,因此也有人称空爆燃烧弹为“小型原子弹”。 空爆燃烧弹的爆炸过程是:当空爆燃烧弹被投放到目标上空时,在特种引信的作用下引爆母弹,将子弹抛散在空中,子弹中的燃料在压力作用下从细孔中迅速喷出,均匀散布在空气中,与空气充分混合形成悬浮状态的气溶胶,并在目标上空聚集形成覆盖。当气溶胶达到一定浓度后,由子弹中的引信在空中进行第二次引爆,在瞬间释放出大量热能,形成高温高压的火球,其温度通常在2500°C左右,并以每秒2000至2500米的速度迅速膨胀,达到毁伤目标的目的。 与此同时,油气燃烧还将在短时间内消耗掉爆炸区周围的大量氧气,造成有生力量的窒息死亡,因此这种弹药还有“窒息弹”的别称。空爆燃烧弹可以装填于航空炸弹、战术导弹、火箭等武器的弹头内,并可用作扫雷武器,美军在越南战争中首次使用空爆燃烧弹,开启了使用这种“非常规的常规武器”的先河。

  空爆燃烧弹爆炸原理,主要使用燃料大多为环氧乙烷、环氧丙烷等高挥发性之易燃燃料,目前已发展至第三代。由于第一代与第二代空爆燃烧弹均须实施两次式引爆,也就是第一次先引燃高爆药,并将装填之燃料散布至空气中,使其形成油气云;第二次则待油气云形成后引爆,产生爆震波、超压及高温之杀伤效能。因此在第一、二次引爆时会造成时间差,容易受环境因素影响,导致武器系统可靠度低,也不适宜在高速状态下使用,而限制其使用之范围。  特别是第二次引爆装置,对于精确度和整体环境配合的要求甚高,如引爆油气云之浓度、点火高度、点火起爆延迟时间等之控制,风速、空气湿度等大气环境中气象条件的配合,以及油气云与空气混合不均匀等等,均将使爆炸能量相对降低。此外第一、二代空爆燃烧弹投射时,均须使用减速伞来减低投掷速度,以利燃料与空气之混合,故第一、二代空爆燃烧弹最大特征即为具有减速伞装置。此一装置不仅增加空爆燃烧弹本身之重量与体积,更限制了弹头与载具之酬载率。  第三代空爆燃烧弹与第一、二代空爆燃烧弹最大不同,乃在于其仅需一次引爆即可完成,不仅简化武器构造,降低制造生产成本,亦加大运用效果,对武器性能、战场存活率及战术运用弹性,均获得重大进步与改善。早于1987年起,美、俄、加拿大等国即已展开第三代空爆燃烧弹之研发;另根据资料显示,中华人民共和国亦早已着手研发,最近可获致技术之突破。这种新型态的空爆燃烧弹通常用于弹道导弹、巡弋导弹的弹头上,不但射程远、精准度高,而且弹道导弹的酬载量优于一般的战斗机与轰炸机,可将大型空爆燃烧弹头装在弹道导弹上方,当作战术核武的替代品。  中华民国中山科学研究院曾研发小型空爆燃烧弹,并以国军装备的雷霆2000多管火箭系统、F-16、F-CK-1为发射平台。

  空爆燃烧弹运用方式甚广,如纵火、杀伤、排雷等,其一般运用方式可用于,攻击面目标、清扫阻绝、排雷、有效击毁机舰、摧毁「软目标」以及消除生化战剂。  美军于「911」事件后,对盖达恐怖组织发动「持久自由」的军事作战中,在记取前苏联于阿富汗战役失败的教训,为避免重蹈覆辙,充分运用空爆燃烧弹特性对付以山地为掩护之塔利班政权部队,并获得良好成效。
空爆燃烧弹(Fuel Air Explosive,简称FAE)亦称之为真空弹、云雾弹、油气弹或燃料空气炸弹,是利用高挥发性燃料浮质与空气混合,在目标区引燃产生爆炸,同时大量消耗空气中之氧气,造成爆炸区短暂缺氧状态,而达到杀伤及破坏目的之武器。因此这种武器的炸药就是燃料加空气,而非一般我们所熟悉的固态军用火(炸)药(如TNT)。