X-51A目的是为了验证一种自由飞行、超燃冲压发动机驱动的飞行器的可行性，这被认为是高超声速武器和其它高速平台发展必须突破的阶段。然而，除了2010年5月份首飞取得部分成功，达到马赫数4.88之外，2011年3月和2012年8月进行的两次飞行都因出现故障而过早结束。因此，本次飞行成功对于空军继续开展后续研究以实现高超声速能力建设的长期目标至关重要。本次试验采用的是波音公司制造的四架飞行器中的最后一架，动力采用普·惠洛克达因SJX61双模态亚燃/超燃冲压发动机，发动机根据前三次飞行试验的经验和教训进行了改进。
