E-2D的雷達系統為AN/APY-9雷達，該雷達由洛克希德-馬丁公司生產，洛馬官方對該雷達的描述為，全重998千克，採取機掃/電掃結合模式，探測距離對小飛機類目標（RCS=5㎡）超過300海里，探測包線比AN/APS-135雷達大出300%，能有效在強雜波環境下檢測到低空飛行的巡航導彈類小目標，雷達工作波段位於UHF波段，並擁有一定的反隱身能力。

　　雷達的主要先進設計為數字化波束形成，使用空時自適應算法的固態單脈衝技術，商業架構的模塊化硬件設計，採用碳化硅為基底的數字處理器，L-3波段通信系統，固態相控陣雷達天線和低噪聲雷達接收機，圓頂天線使用了18個頻段的先進檢測系統ADS-18和36位的敵我識別天線IFF。在實施任務作業時，高度掃描使用電掃模式，方位掃描則使用電掃和機掃結合的模式。根據上述描述，我們可以推斷出一些AN/APY-9雷達的一些特性。

　　洛克希德-馬丁公司曾指出，AN/APY-9雷達相對於E-2C上使用的AN/APS-145雷達整整先進了兩代，這句話是個相當有用的信息。目前，雷達的分級標準一共是四代，而第一代雷達是二戰時候不列顛空戰首先使用的雷達，第二代雷達是電子管雷達，早已被淘汰，那麼這裡所描述的“先進兩代”，只能可能是AN/APS-145雷達屬第三代，而AN/APY-9雷達屬第五代，這種推斷是符合技術邏輯的。

　　E-2C是1971年實現首飛的美國海軍預警機，初始雷達為AN/APS-120，1992年，配備AN/APY-145雷達的美軍Group2版本的E-2C正式服役，當時，世界上第三代雷達處於技術成熟階段，第四、第五代雷達尚在理論和概念研究時期。第五代雷達設計理論在2005年以後開始全面成熟，而E-2D的首次試飛是在2007年，可以看出這種推斷是符合技術邏輯的。

　　第三代雷達的重要特徵是使用了有源陣列式天線（平板天線）或多饋源反射面天線，相對於第一代雷達，主要特性就是解決測高問題，從而成為三坐標雷達，以提高對地空導彈和飛機火控雷達的預警指示精度。AN/APY-2雷達受限於安裝條件，採取了有源陣列式天線，在高度方向採取了電掃模式測高，通過改變波束的指示方向來覆蓋整個仰角空域，較好的完成了測高任務，擁有低、中、高三個重複頻率模式，在敵機來襲、逃走等相對雷達不同速度狀態時通過調整重頻模式避免“盲速”現象（指目標在某些速度下，回波特性與雜波相同，使雷達失去檢測能力）。

　　一般來說，第二代雷達的副瓣天平為-30db~-20db。一個探測距離為300千米的第三代雷達，電子干擾機可在100~200千米範圍內對其副瓣實施干擾，由於第二代雷達變頻範圍窄，很難對抗這種干擾。AN/APY-2雷達發射機採取了第三代雷達發射機使用的全固態集成電路發射機，通過逐級累積放大器放大發射功率，可以在一定程度上實現多目標探測。該發射機的特點為於平均故障時間1000小時左右，任務可靠性接近4000小時。與先進電子計算機配合下，最大可在10秒內錄取數百批目標，這點性能與我國的空警-2000雷達在一個等級上。

　　而第五代雷達是在第四代雷達基礎上提出的數字化軟件雷達，又稱數字陣列雷達。第四代雷達是全相參、全固態、有源相控陣的多功能雷達，就是通常意義上的有源相控陣雷達，該雷達將發射機和天線集中在一起，使用多個收/發組件在空域上進行波束合成的方式實現了多目標探測和多功能探測的目的，一個雷達可同時實施電子偵察、電子干擾甚至電子殺傷。雷達的分辨率和刷新率大大提高，能同時實現監視、跟蹤、截獲、干擾、摧毀、識別等功能，解決了盲速問題。

　　第五代雷達是在第四代雷達的基礎上更加強調了軟件化，發射和接收的波束都可以數字合成，而非傳統的模式發射，這讓波束參數更加精確，帶寬更大，變頻空間更快，發射功率更小，控制更為靈敏，分辨率更高，可以通過編程軟件直接更改探測模式實現防空、反導等多功能任務，也可以通過開發新的軟件算法即可完成對雷達的升級換代。AN/APY-9雷達技術是第五代雷達，該雷達還使用了碳化硅為基底的集成電路材料，讓雷達的發射功率上升和電路靈敏程度上升約10倍，從而使得其探測隱身飛機時幾乎可達到與普通飛機同樣的探測距離。而我國的空警-500也採用了數字陣列技術，但材料性能上與AN/APY-2雷達還有差距。

　　此外，數字陣列雷達發射波形通過軟件形成，可多達幾萬個以上，捷變頻速率極快，難以被追蹤，旁瓣採取了主動對消和匿影技術，幾乎沒有，對主瓣干擾則可以主動採取天線置零的方式，用其他波束替代探測，目前幾乎沒有什麼電子干擾機能對其實施無雜波條件下的有效干擾（對空掃描時無法被干擾）。在掃描時間不長的情況下，一般的雷達告警器都無法對其實現正常告警。