有鑑於空軍T-33教練機已老舊不敷使用，因此1970年代末期航發中心(現改制為漢翔公司)在美國諾斯羅普(Northrop)公司的協助下，著手下一代高級噴射教練機的研發工作。
雖然諾斯羅普與航發中心的合作案最後遭美國國務院所否決，但是台灣方面仍吸收豐碩技術，於1980年7月研發出XAT-3原型機，同年9月進行首次試飛，1984年正式移交空軍。
AT-3採縱列高低雙座、雙發動機、單垂直尾翼設計；動力裝置採用2具美國蓋瑞特（Garrett）公司TFE731-2-2L無後燃器渦輪發動機。AT-3機腹與機翼下共有5個掛架，能夠攜帶6000磅(約2727公斤)的武器或油料。該機裝有國人自製的「穩定增益系統」(SAS)，能夠提升加速飛行的操控性。在同期高級教練機之中，AT-3爬升性能、最小轉彎半徑都在中上水準。
航發中心一共生產63架AT-3與2架A-3攻擊機。A-3攻擊機為單座設計，較AT-3多了翼端武器掛架，能搭載雄風二型反艦飛彈。不過由於早期型AT-3產量過少，加上不斷改良等因素，導致每一架的零件都不相同，造成後勤維修困難。A-3攻擊機則並沒有獲得軍方採購。
目前AT-3教練機均服役於岡山空軍官校，作為飛行學員訓練用機，並擔任雷虎特技小組的表演機。空軍曾擁有約20架三色迷彩塗裝的AT-3，部署於岡山35夜攻中隊，專司對地與夜間攻擊，不過35夜攻中隊已於1999年裁撤。
目前AT-3已經到達使用壽限末期，空軍正在尋覓下一代新型教練機，來源包括外購或是由國內廠商自行研發。