天波雷达是冷战的产物，其首要用途是提供弹道导弹发射预警。中远程弹道导弹发射时，发动机尾焰会在大气层中形成高达上百千米的尾迹，其中包含了大量金属微粒和燃烧残余物，很容易被天波雷达探测到。
一旦发现大量此类目标，即可确认对方发动了大规模核打击，核报复将立即启动。
除弹道导弹外，随着技术的进步，天波雷达还能识别飞机和船舶的信号，对其进行持续跟踪。1990年代时，天波雷达对目标的定位精度在20-30千米之间，当前改进算法后，定位精度可以提高到2-3千米。
虽然天波雷达的分辨率不可能满足识别目标的要求，但其测速精度极高，可以通过速度来分辨目标类型，如高亚音速的飞机、亚音速的巡航导弹、高速军舰、低速民船等等。澳大利亚就通过部署天波雷达来监视其北部海域，在打击偷渡活动时收到了奇效。
因此在未来战争中，我国天波雷达除了反导外，还可以用于对海上高价值目标——航母打击群——进行持续跟踪。
