米格-25最初以美国的B-70超音速洲际轰炸机为主要作战对象，因而在设计上强调高空高速性能。该机曾打破多项飞行速度和飞行高度世界纪录。米格-25可在24000米高度上以M2.8的速度持续飞行，最大飞行速度达M3.0，是目前世界上闯过“热障”（M2.5）的仅有的两种飞机之一（另一种是美国的SR-71）。