Tu-142 được thiết kế để tìm kiếm, theo dõi và tấn công tàu ngầm trên những vùng biển rộng lớn. Máy bay kết hợp radar, phao sonar, các cảm biến chuyên dụng và vũ khí chống ngầm trong cùng một hệ thống.
Tu-142 được phát triển từ nền tảng Tu-95 để thực hiện một nhiệm vụ hoàn toàn khác: tuần tra trên biển và tìm kiếm, theo dõi tàu ngầm đối phương. Đây là bước chuyển quan trọng từ oanh tạc cơ chiến lược sang máy bay tác chiến chống ngầm tầm xa.
Tu-142 được thiết kế để trinh sát săn tàu ngầm trên những vùng biển rộng hàng nghìn km. Vì vậy, tầm bay lớn không phải lợi thế phụ mà là yêu cầu cốt lõi của loại máy bay này.
Trong Chiến tranh Lạnh, Tu-142 được giao nhiệm vụ tìm kiếm và theo dõi các tàu ngầm Mỹ trên những vùng biển rộng lớn, đặc biệt là các tàu ngầm mang tên lửa hạt nhân.
Tu-142 và P-3 Orion cùng thực hiện nhiệm vụ chống ngầm, nhưng được xây dựng theo 2 hướng khác nhau. Một bên ưu tiên tầm hoạt động và tuần tra đại dương, bên kia chú trọng khả năng tìm kiếm và kiểm soát khu vực biển.