Наиболее полное определение НЛО дал исследователь непознанного Джозеф Аллен Хайнек: «Восприятие объекта или света, видимого в небе или космосе либо над земной поверхностью; феномен, призрак, траектория, общая динамика и характер свечения которого не находит логического, общепринятого объяснения, является тайной не только для очевидцев, но и остаётся необъяснённым даже после пристального изучения всех доступных свидетельств специалистами, способными, если это возможно, идентифицировать явление с точки зрения здравого смысла»[1].
Иначе говоря, если появляется сообщение о наблюдении над Землёй какого-либо странного явления, случай не был отождествлён ни с каким известным науке метеорологическим или астрономическим явлением, а также не было установлено доказательств фальсификации, то говорят, что речь идёт о неопознанном летающем объекте (НЛО). Если же объяснение явлению найдено, то говорят об опознанных летающих объектах (ОЛО). Большинство летающих объектов всё же находит объяснение и становится ОЛО. Из всех сообщений о неясных летающих объектах неопознанными остаются только 5—10 %[2]. Некоторые объекты остаются неопознанными только лишь из-за недостатка информации о них.Поскольку из задокументированных случаев наблюдений летающих объектов некоторые опознать не удалось, наибольший скептицизм обычно вызывают не сообщения о наблюдении чего-то неопознанного, а утверждения об инопланетном происхождении объектов.
Во многих странах (в том числе США и СССР) случаи наблюдения НЛО фиксировались уполномоченными военными и гражданскими государственными структурами, в том числе в рамках действия засекреченных специальных правительственных программ (Проект «Синяя книга»).
Секретность, возможно, причастна к возникновению общественного интереса к явлению. Американский историк Грег Эгхигиян (Greg Eghigian), который изучил, как менялись представления об НЛО и отношение к ним, пришёл к выводу, что феномен НЛО был порождением холодной войны и связанной с нею атмосферы секретности и недоверия[3].
В разных странах (в том числе и в России — Космопоиск) существует множество общественных инициативных организаций и энтузиастов, занимающихся регистрацией и аналитикой явлений НЛО.