A caixa preta é constituída de sistemas eletrônicos de gravação que registram automaticamente todos os dados relativos ao vôo, bem como os últimos 30 minutos de conversação na cabine de comando. Essas informações são de vital importância para os peritos que investigam as causas de um acidente aéreo. Apesar do nome, a caixa preta é, na verdade, vermelha ou alaranjada, caso caia no mar ou em florestas esta cor a diferenciaria do ambiente, ela possui ainda um transmissor de sinais justamente para facilitar a localização nesses casos.

Para resistir aos choques e a grandes impactos, as caixas ficam na cauda da aeronave e são fabricadas com materiais ultra-resistentes como titânio e/ou fibra de carbono, podendo suportar temperaturas de até 1000 graus Celsius. Ela tem ainda uma bateria que garante seu funcionamento independentemente do avião. A conexão da caixa preta à aeronave é feita por cabos semelhantes aos usados para ligar aparelhos portáteis como impressoras, câmeras fotográficas e celulares ao computador.

O aparelho que revolucionou o setor aéreo foi idealizado pelo cientista aeronáutico australiano David Warren em 1957. No começo a invenção não foi bem recebida porque os pilotos se sentiam vigiados durante o vôo, mas logo os ingleses e norte-americanos perceberiam a importância da caixa preta de Warren, que foi incorporada às aeronaves destes dois países um ano depois.