Самолет предназначен для поиска, обнаружения и уничтожения подводных лодок противника на удалении до 5000 км от аэродрома базирования, создания и контроля в течение продолжительного времени противолодочных рубежей большой протяженности.

Самолет разработан ОКБ А.Н.Туполева в конце 60-х годов на базе стратегического бомбардировщика Ту-95РЦ. Первый полет опытного образца Ту-142 состоялся летом 1968 года. На вооружение авиации ВМФ самолет был принят в 1972 году, серийное производство осуществлялось сначала на авиазаводе в г.Куйбышеве (Самара), а затем - в Жданове (Таганрог). Темп выпуска составил одну машину в месяц. Ту-142 стал самым большим противолодочным самолетом в мире.

Новая машина должна была дополнить базовый противолодочный самолет ОКБ Ильюшина Ил-38, имеющий недостаточный радиус действия. Ту-142, оснащенный высокоэкономичными двигателями НК-12 с двухрядными восьмилопастными воздушными винтами АВ-60 (конструкции К. Жданова), мог вести борьбу с подводными лодками всех типов (в том числе АПЛ) на удалении 5000 км от базового аэродрома. Ту-142 оснастили мощной РЛС кругового обзора (установленной в обтекателе под фюзеляжем), датчиком магнитных аномалий (с улучшенной чувствительностью, по сравнению с Ил-38) , большим количеством сбрасываемых активных и пассивных гидроакустических буев и газовым анализатором. Все поисковое оборудование самолета сопряжено с бортовой АСУ.

Для увеличения продолжительности полета Ту-142 оборудовали неубираемой штангой топливоприемника. На самолете имеется отсек отдыха, оборудованный спальными местами. По данным на 1990 г. на вооружении ВВС России насчитывается 60 самолетов Ту-142, размещенных на Северном и Тихоокеанском флотах. До 1990 г. некоторое количество Ту-142 базировалось на Кубе и Вьетнаме. В 1992 г. в рамках конверсии проработан вариант оснащения Ту-142 оборудованием, позволяющим использовать самолет для перевозки грузов массой до 20т. В середине 80-х годов восемь самолетов Ту-142М были приобретены ВМС Индии. В настоящее время Ту-142 различных модификаций широко используется морской авиацией России.

Как и бомбардировщик Ту-95, самолет Ту-142 выполнен по нормальной аэродинамической схеме с высокорасположенным стреловидным крылом большого удлинения (угол стреловидности по 1/4 хорд составляет 35º). На верхней поверхности каждой консоли крыла установлены три аэродинамических гребня, крыло, как и стреловидное оперение, оборудовано антиобледенительной системой, фюзеляж типа полумонокок имеет круглое поперечное сечение, по длине он разделен на две герметичные кабины, отсек радиоэлектронного оборудования и вооружения. В передней гермокабине располагается основная часть экипажа, здесь оборудованы рабочие места летчиков, бортинженера и операторов радиоэлектронной аппаратуры. Для отдыха членов экипажа во время длительных патрульных полетов оборудован отсек отдыха со спальными местами, имеется также химический туалет и небольшой камбуз с плитой для разогрева пищи. В задней гермокабине находится стрелок кормовой пушечной установки, вооруженной двумя пушками ГШ-23.

Силовая установка самолета состоит из четырех высокоэкономичных турбовинтовых двигателей НК-12 с двухрядными восьмилопастными воздушными винтами АВ-60. Запас топлива во внутренних баках составляет 70 000 кг, самолет оборудован также системой дозаправки топливом в воздухе с неубирающейся штангой.
 

Для поиска, обнаружения, классификации и слежения за подводными лодками на самолете установлена аппаратура принцип работы которой основан на распознавании демаскирующих подводную лодку физический полей: акустического, магнитного и радиолокационного.
Для регистрации акустического поля подводной лодки на самолете размещается большое количество радиогидроакустических буев активного и пассивного типа, регистрация аномалий магнитного поля осуществляется датчиком магнитных аномалий, а мощная радиолокационная станция кругового обзора, установленная в обтекателе под фюзеляжем, обеспечивает обнаружение подводных лодок, следующих в надводном положении или под перископом. На первой серийной модификации Ту-142 эта аппаратура объединялась в составе поисково-прицельной системы "Беркут-95".
Кроме перечисленных выше источников информации о подводной и надводной обстановке, в нее входили также самолетное прицельно-индикаторное устройство, цифровая вычислительная машина, блок сопряжения ЭВМ с РЛС, пульт ввода данных и другая аппаратура. От большого количества бортовых датчиков система также получала информацию о скорости, курсе и высоте полета самолета, она была связана с автопилотом, автоматическим радиокомпасом и другими приборами. На основании этой информации и благодаря наличию ЭВМ система позволяла в автоматическом режиме и с высокой точностью решать навигационные и тактические задачи.

В 1975 году была создана новая модификация самолета Ту-142М, оснащенная новой поисково-прицельной системой "Коршун", позволяющей осуществлять поиск и обнаружение малошумных подводных лодок нового поколения. Поступивший на вооружение в 1980 году самолет имеет также более мощную навигационную аппаратуру, автоматизированную систему связи, новую радиогидроакустическую аппаратуру "Кайра" и магнитометр "Ладога".

Наиболее современной модификацией, выпускавшейся во второй половине 80-х годов, является Ту-142М3 с модернизированной поисково-прицельной системой +Коршун+-Н и новой радиогидроакустической аппаратурой +Заречье+. На самолете имеются заново спроектированная кабина экипажа, усовершенствованная система заправки топливом в воздухе. Некоторые варианты самолетов этой модификации имеют увеличенные размеры люков отсека вооружения. Кроме модификаций, предназначенных для борьбы с подводными лодками, были разработаны также следующие модификации: