F-15鹰式战斗机是美国麦克唐纳·道格拉斯公司为美国空军研制生产的双引擎、全天候、高机动性空中优势重型战斗机，是世界上第一种成熟的第四代战斗机（根据苏联传统分类和美国2009年后分类方式两者已统一，所以以上就是唯一的国际第四代战斗机标准）。
F-15的设计思想是替换在越南战场上问题层出的F-4战斗机，并要求新F-15对1975年之后出现的任何敌方战斗机保持绝对的空中优势，针对夺取和维持空中优势而诞生的F-15战斗机，设计之初要求其“没有一磅重量用于对地”。但1986年诞生的F-15E鹰式战斗机也证明了F-15在对地作战中也有非常不错的表现，总的来说，F-15是一款极为优秀的多用途战斗机。
F-15服役至今近40年，总生产数量1,200余架，各种改型数十种，外销六个国家。参加大小战争100余场，击落敌机100余架，没有一架在战场上被击落的记录。美国空军的主力空优战斗机，并且还要继续服役下去。
军事背景
二战结束后，美国政府和军方认为，未来的战争必将是一场核大战。
传统的空战机动变得陈旧过时，取而代之的是拦截。战斗机设计重点强调核武器投射能力和防空截击能力。
1950年朝鲜战争，美国空军战斗机重型化、多用途化导致机动性下降，在空战中不占优势。十余年后，随着美国全面介入越南战争，美国空军被迫在一个与想定条件完全不同的环境里作战。空军不得不用重型战斗轰炸机和老式的北越米格战斗机进行空中格斗，原来的拦截和核武器投射能力根本派不上用场。先进的空空导弹不适应越南潮湿气候，故障频频，而越战初期多数美国空军战斗机就没有装备航炮，以至多次出现占据有利位置却不能击落敌机的情况。
敌我识别也是一大问题，多起误伤事件之后，为了避免再次击落己方返航机或国际无武装飞机，美军又加上“目视识别”原则，从而使得第二代战斗机的优势几乎荡然无存。美国空军自朝鲜战争后不久就取消了空战训练课程，飞行员普遍没有进行空战训练，导致空战能力下降。
作为补救措施，美国空军开始给战斗机加装航炮吊舱应急。但这种吊舱射击精度不好，对机动性影响也大。后来美国空军又在新的F-4E上采用了内置式固定航炮，取得了一定效果。在F-4E总计21个战果中，有7架是被航炮击落的。但这些飞机毕竟不是专用的空战战斗机，一线部队迫切需要一种真正的用于夺取空中优势的战斗机，因此F-15便应运而生。
研发设计
1966年4月，美国空军指定麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司参与F-X计划竞争。在F-X计划进行期间，NASA作为技术发展研究的先行者，也在进行相关战斗机构型研究。研究工作主要在兰利研究中心进行。当时一共提出了4个方案，包括：LFAX-4（可变翼方案），LFAX-8（LFAX-4的固定翼方案），LFAX-9（双发上单翼方案）和 LFAX-10（和苏联米格-25外形相似的方案）。1967年，兰利中心发布了它们的研究成果，即LFAX-8。
1968年，美国国防部正式要求NASA参与F-15发展计划。促使国防部做出这个决定的关键人物是约翰·佛斯特博士，当时他正担任国防部研究工程局总监。佛斯特认为，首先NASA提出的飞机方案使得F-15采用的先进技术更加具体化，同时可以作为厂家方案的技术上限；其次NASA及其解决问题的专业意见，有助于最大限度的减小F-15 发展过程中的风险和问题。
此后，NASA的4个方案被进一步深入研究。合作期间，各厂商设计团队相继访问NASA，针对其各个构型的优点、缺点以及技术成熟程度进行不断改进。最终，LFAX-4方案被格鲁门公司采用，成为海军F-14“雄猫”战斗机的基础。而LFAX-8方案，则给麦·道公司设计团队留下了深刻印象，他们的设计方案选择了以LFAX-8为基础。事实上，这个方案已经具有后来F-15的部分特征了。这些特征包括：缩短动力组件长度以减轻重量；发动机安装位置前移以便平衡；采用水平调节斜板的发动机进气道，以便在大迎角下获得良好的进气性能；平尾安装在远远向后伸出的尾撑上，以获得更好的安定性和控制能力；发动机间距和整流罩经过优化设计，以减小亚音速巡航阻力。
不过，麦道设计团队也对该方案进行了修改。由于空军更加强调高亚音速机动性，麦.道的方案中机翼采用了前缘锥形扭转设计。而为了安装大型雷达天线（NASA的方案中机头整流罩太小），麦道综合考虑之后决定采用大型机头整流罩——尽管NASA为此警告说，这种整流罩会增大飞机超音速阻力。
1968年9月30日，经过长期争论之后，空军终于发布详细的F-X方案需求（RFP）。RFP指出新型战斗机应该具有低翼载、高推重比，在M0.9速度附近具有良好的机动性能；装备脉冲多普勒雷达，具有下视下射能力；足够的转场航程，可以无需空中加油自行部署到欧洲基地；最大马赫数要求达到M2.5（不过，这一条要求只在理论上达到过：由于代价高昂以及复杂性，F-X/F-15在挂弹后最大M数被限制在M1.78)；单座构型；最大空战起飞重量要求不超过18,144公斤；以及其它一些和疲劳寿命、维护性、可视性、自启动能力等相关的要求。收到麦克唐纳·道格拉斯、北美·洛克韦尔和费尔柴尔德·共和三家公司的投标方案，标价均为1,540万美元。这三种方案并没有显著不同，只是北美和费尔柴尔德的方案均采用单垂尾设计。其中后者得到来自长岛的国会议员的大力支持——因为该方案如果中标将在长岛生产。经过详尽的评估之后，1969年12月23日，美国空军系统司令部（AFSC）宣布麦克唐纳.道格拉斯所提出的设计方案在F-15计划竞争中获胜，成为该计划主承包商。
1970年1月1日，F-15发展合同正式生效，麦道开始进入全尺寸研制阶段。初始合同要求生产20架飞机用于工程发展，其中包括10架试验型F-15A和2架TF-15A（后改称F-15B）双座教练型，还有8架全尺寸发展型FSD飞机，全部是F-15A。由于麦.道曾经研制过“鬼怪”战斗机，F-15早期研制工作于其中获益良多。乔治·格拉夫被任命为设计小组负责人，负责工程研制工作。项目经理唐·马文则负责处理组织工作的实际问题，并确保项目进度。1971年4月8日，F-15评审工作最终完成。
首飞服役
1972年6月26日，第一架原型机YF-15A（71-0280，代号F-1）出厂。1972 年7月27日，麦·道首席试飞员欧文·L·保罗斯驾驶YF-15F-1号机从爱德华兹空军基地起飞，开始这只“雏鹰”的首次飞行。此次飞行持续时间50分钟，最大飞行高度3,658 米，最大空速463千米/小时。此后，9架单座原型机（F-2/10）和2 架双座原型机（TF-1/2）相继试飞。
衍生型号
F-15A
单座制空战斗型，装备F-100-PW-100发动机和AN/APG-63雷达，1972年7月27日首飞，于1974年11月交付使用。20世纪90年代中期以后，F-15A开始从一线部队退役，转给空中国民警卫队。有6个州的空中国民警卫队装备有F-15A。F-15A/B两机型共装备了7个空中连队和6个空中国民警卫队中队，以及以色列空军的一个空军中队。
F-15B
A型的双座教练型，初称TF-15A，后改称F-15B。其结构重量增加了363千克，具有F-15A的全部作战能力，但没有装备A的AN/ALQ-135电子干扰设备。外观上主要区别是增加了一个后座教员席。后座教员席具有全部操纵能力，视界良好，可以在飞行包线内完成任何动作，包括起飞和着陆。由于B型主要用于训练，因此后座无能力控制用于作战的航电系统和武器设备。
F-15A/B MSIP
F-15A/B的寿命中期改进计划，于20世纪90年代开始实施。其主要目标是将F-15A/B升级到F-C/D的标准，包括更换AN/APG-70雷达、换装新的航电设备、用新式数字式计算机取代老式的模拟式计算机等。
F-15C
在A型基础上改进的单座制空战斗型。其内部载油量增加了1.116吨，采用改进型APG-63雷达，可在进气道两侧加装保形油箱。除了可装载2.211吨JP-4燃油外，也可换装侦查传感器、雷达探测、干扰设备、激光标定装置、微光电视设备和侦查照相机等设备。最初型仍采用F100-PW-100发动机，后来大部分改用F100-PW-220。最大起飞重量有所增加。
F-15D
C型的双座教练型。同样具有C型的全部作战能力以及保形油箱。其关系类同B型与A型之间的关系。
F-15C/D MSIP
F-15C/D的中期改进计划。其航电设备全面升级，包括：换装雷达、座舱显示器、电子战系统以及数字式计算机。
TF-15A
利用第二架TF-15A改装的双座专用战斗轰炸型验证机。他有麦道公司自行投资研制，用于和F-16XL竞争空军F-111后继机计划，并在此基础上研制出F-15E。
F-15E双座全天候战斗轰炸机，
它是根据1982年美国空军计划研制并投产的F-111后继机。机身结构加强，座舱经过重新设计。后期型发动机升级为F100-PW-229。重点改进航电设备，包括：换装APG-70雷达，加装蓝盾吊舱，以保证目标发现与识别以及改进武器发射精度，原来的二余度模拟式CAS改进为具有自动地形跟随能力的数字式三余度电传飞控系统，改用环形激光陀螺惯导系统等。
F-15F
为沙特准备的F-15E单座方案，换装新型发动机、雷达和座舱显示器设备。沙特原准备在48架F-15S双座型基础上订购24架F-15F，后全部改为F-15S。F-15F最终未能投产。
F-15H
用于竞争希腊空军战斗机计划的F-15E出口型
F-15I
以色列空军装备的F-15E出口型。它用以色列自行研制的SPS-2000系统取代了美国产的战术电子战系统，其他基本不变，发动机为后期型的F100-PW-229。前后共计订购25架
F-15J/DJ
日本根据许可证生产的F-15C/D。计划生产233架，前14架在美生产，其余由日本三菱重工制造。和F-15C/D相比，主要是换装了一些日该国产的航电设备。
F-15K
韩国订购的F-15E出口型。和F-15E的主要区别是：改进了航电设备，加强了机身结构，改进了座舱显示设备和航程增加了三分之一。
F-15MANX
基于NASA的主动推力矢量控制计划的无尾隐形方案。为后来的F22隐形设计提供了一些经验，为B-2的控制系统提供了一些经验。
F-15N
F-15的海军型方案，因起降距离太长，重量太重，下降时对航母甲板冲击过大，资金太高而被迫放弃。
F-15S
沙特订购的F-15E简化型。发动机为F100-PW-229，但航电设备水平降低，大量采用F-15C/D上的设备。雷达虽然是APG-70，但取消了地面测绘能力，此外还取消了部分电子对抗设备，降低了蓝盾吊舱的性能。这一系列的改动使得该机的对地攻击能力大打折扣。
F-15S/MTD
美国空军在F-15B的基础上改装的短距起飞/精确着陆技术验证机。它采用三翼面布局，换装数字式电传飞控系统。发动机为F100-PW-220，但改用二元矢量喷口。
F-15XP
沙特订购的F-15F/S的最初编号，后分别改为现编号。
F-15XX
在F-15C基础上发展的制空型。重点改进了航电设备和系统，以作为F-22计划的一个低成本备份方案。
TIVE
NASA改装的F-15B，作为主动控制技术的验证机，采用三翼面布局。它由F-15S/MTD验证机直接改装而来，换装了新研制的轴对称推力矢量喷口——这是它和F-15S/MTD在外观上的最大区别。
RF-15
F-15专用侦查型方案，后因黑鸟侦查机实验成功，侦查卫星相继发射而不被采用，只生产一架验证机。
F-15/PDF
由F-15C改进的防空压制型方案，具备精确打击能。
F-15SG
F-15E 的新加坡版本，配备了主动相控阵雷达、头盔显示系统、高精度瞄准吊舱等先进设备。
F-15SE
具备部分隐身性能的F-15战斗机的最新改进型。
