当尤金·伊利驾机飞离“伯明翰”号时，具有实用意义的直升机还没有出现。因此，传统意义上舰载机的定义，就是指有能力在舰船上起降的固定翼飞机。这种有能力搭载飞机的舰船，被称为carrier，其本意是“搭载者”——现在这个词专门用来指代航空母舰。
　　随着军事技术的发展，两栖攻击舰、部分新式驱逐舰以及美国的濒海战斗舰等舰船上，逐渐都可以起降固定翼飞机和直升机。但在实际应用中，当人们谈到“舰载机”时，通常仅指在航母上起降的固定翼飞机。

早期渊源：空中力量和海上力量结合

　　1912年，一架固定翼飞机从行进中的英国皇家海军的“海波尼亚”号（HMSHibernia）的甲板上起飞，这是第一架从行进中的军舰上起飞的舰载机。
　　随着水上飞机的出现，专门搭载水上飞机的飞机母舰很快在第一次世界大战中问世。1914年，英国皇家海军的“恩加丁”号（HMS Engadine）参加了库斯哈文突袭行动，这也是历史上舰载机第一次参战。随后，“恩加丁”号还参加了1916年的日德兰海战。
　　“恩加丁”号是现代航母的先驱，它有三个机库，可搭载三架水上飞机。在1915年升级改造后，其可搭载的飞机数量达到4架。

　　也是在1914年，英国人对一艘运煤船进行了改造，使其有能力搭载5架陆基飞机和2架水上飞机。这就是人类历史上第一艘航空母舰——“皇家方舟”号。不过“皇家方舟”号和之后的“阿尔戈斯”号（Argus）一样，都不是作为航母而设计的。第一艘作为航母设计并建造入役的航空母舰，是1921年11月下水的日本海军的“凤翔”号。
　　20世纪20年代至30年代，是人类建造航空母舰的第一个高潮。也是在这一时期，人们开始意识到，将空中力量和海上力量结合起来，需要专门的舰船和专门的甲板，以及专门的飞机。

　　最早的艦载机多数是双翼机，飞行速度和起飞速度都很低。即便船体静止，海上风速为零的情况下，飞机也可以在非常短的时间内获得足够的起飞速度完成起飞。比如著名的索普维斯“骆驼”双翼机，只需十几米的跑道即可起飞，英国人曾经把它搭载在铺设了临时跑道的战列舰上。
　　随着航空技术的发展，第二次世界大战期间，螺旋桨战斗机在速度和起飞重量上都有了大幅度的提升，在综合考虑使用环境和技术要求后，专用的舰载机概念开始出现了。
　　由于海上环境潮湿多盐，因此采用金属蒙皮的螺旋桨战斗机必须考虑防腐蚀的问题;随着螺旋桨战斗机速度的提高，加长的甲板可以让战斗机完成起飞，却不足以让战斗机完成降落过程，需要借助拦阻索，因此在机身上必须加装尾钩;舰载机着舰瞬间，起落架受力在短期内突然加大，因此对起落架的坚固性有着比陆基飞机更高的要求……

　　二战中主流的舰载机，无论日本的“零式”、美国的F6F等等，都是专门设计的舰载机，不过这类舰载机也常常被用做陆基飞机，比如日本海军舰基飞行队和岸基飞行队的“零式”都是同一种，并无区别。一些国家有少量舰载机是由陆基飞机改造而来，比如一些国家“海喷火”由英国的“喷火”战斗机改造而来，但性能不佳。

成熟发展：国情和技术决定不同发展途径

　　二战后，各国的舰载战机与陆基战机一样进入了喷气机时代。
　　迄今为止，美国、俄罗斯等主要航母国家先后分别发展了十余种喷气式舰载机。美国在1955～1960年间将航母上的飞机分为防空战机、制空战机、全天候攻击机和轻型攻击机，另外还有部分辅助飞机。
　　防空战机主要担负远程巡逻、伴随护航、远程警戒、拦截等航母防空圈外的任务，它们通常是双发的大型飞机，装备有完善的电子设备和拦截空空导弹。
　　制空战斗机则是一些重量较轻、较为简易的单发战机，它们主要提供航母200千米半径圈内的制空权争夺，较为机动灵活、携带灵巧的近距导弹。 　　全天候攻击机主要承担复杂气候下的远程攻击任务，有完善的导航和地形跟踪雷达，能发射各类导弹和炸弹，有完善和强大的电子自卫系统。
　　轻型攻击机则较为简单，拥有基本的电子设备和系统，价格低廉、载弹量大，主要用于执行较为危险的近距支援和战场遮断任务，也可在全天候攻击机的编队指挥下执行部分远程攻击任务。

　　总结起来，因国情和技术能力的差异，各国航母舰载战机有如下几种发展途径：
　　（一）研制舰载专用战机：美国是研制舰载专用战机的典型国家。就国情而言，早在一次世界大战时期就有了美国海军自己的费拉德尔菲亚飞机制造厂，使海军积累了丰富的设计、试验、建造和使用海战军机和舰载战机的经验;而且美国海军历来不愿意与美国空军用同一种战机。因此美国海军的航母舰载战机或攻击机都是专门设计的，如F-8、F-14、F/A-18、A-4、A-6、A-7等。
　　（二）用陆基战机改舰载战机：如美国海军的舰载高级教练机T-45，就是用英国的“鹰”陆基教练/攻击机改的。俄罗斯的舰载战机米格-29K和苏-27K，也是用相应的陆基战机米格2-9和苏-27改的。但是因为20世纪五六十年代的“一二代战机”时代，飞机的增升减速技术和增升减速装置尚不成熟，飞机发动机的功率又比较小，陆基高速飞机改舰载要付出很大的结构和重量代价。占舰载战机的增重来自三部分：首轮拖曳弹射占4%～5%、拦阻着舰占4%～5%、舰上驻留（机翼折叠）占2%～3%。因此目前普遍认为陆基改舰载还不如重新专门设计。

　　（三）同步发展陆基/舰载“一机两型”乃至“一机多型”飞机：法国“阵风”和美国F-35是“一机多型”战机典型。如法国同步发展的空军陆基战机“阵风”C与海军舰载战机“阵风”M就有80%以上的通用性;美国同步发展的空军陆基战机F-35A与海军舰载战机F5C也有80%以上的通用性。
　　（四）直接采购国外的舰载战机：印度、西班牙等国购于国外的航空母舰，就是直接采购并装备国外舰载战机。

舰载机的分类与结构特性

　　经过二战后不断的发展，今天的航母舰载机发展已较为完备。其结构虽然与陆基飞机大体相同，但为适应航母特殊的作战环境和作戰任务，其结构与性能有诸多独到之处。

　　航空母舰飞行甲板长度和面积有限，受海浪影响产生颠簸，这就要求舰载机具有更好的短距起降性能，较低的起飞离舰速度和着舰进场速度，以及良好的低速操纵性和稳定性。为实现这一目标，在舰载机设计上，通常采取以下措施：
　　一、采用增升装置，包括较大面积机翼及鸭翼、前/后缘襟翼及吹气襟翼等。
　　二、安装专门起降装置。固定翼飞机机身装有牵引钩，与弹射器配合实现弹射起飞。机身尾部装有着舰拦阻钩，降落时钩住飞行甲板降落区的拦阻索使飞机在短距离内完成着舰，紧急时用阻拦网强制拦阻着舰。
　　三、舰载机机体结构坚固，起落架减震能力和承载能力高，以适应弹射和拦阻过程中承受的纵向和着舰时垂直方向的大过载。
　　四、飞行控制系统装有半自动或自动着舰导引系统，主要用于减轻飞行员的工作负荷;装有功率自动补偿控制系统，用于确保小速度离舰飞行时的操纵稳定性和着舰控制的准确性。
　　五、采用加速性、可靠性高的发动机，用于满足着舰下滑失误或拦阻失败时快速增加发动机推力，提高舰载机速度实现复飞/逃逸的需要，以保证飞机使用安全。
　　六、设计座舱位置时，注意让座舱视野尽可能更好，用于保证着舰时对准飞行甲板着舰区，有利于飞行员看到舰上光学助降系统的灯光及舰上人员发出的各种信号。
　　航母舰载机最重要也最核心的技术是起飞/着舰技术。按照不同的起飞/着舰方式，航母舰载机可分为如下几大类：
　　自由起飞/拦阻着舰：二战时期绝大多数舰载机都采取这一方式，即起飞时无需弹射或滑跃装置，仅靠甲板长度让飞机完成起飞。当时的舰载机起飞速度较双翼机有所提高，但超过100米的甲板，已经足够包括B25“米切尔”在内大多数的舰载机达到起飞速度;但在着舰时，需借助机身下方的尾钩实现着舰。当时的航母也装有弹射器，但通常只在舰身停止，且海上风速很低的情况下才使用。

　　弹射起飞/拦阻着舰：弹射起飞，借助弹射器将飞机加速到离舰速度，对飞机的要求低，起飞时间间隔短，但弹射器技术复杂、能量消耗大、研制难度大，美、法等国的航母舰载机主要采用这种起飞方式。飞机着舰时也使用拦阻索。
　　滑跃起飞/拦阻着舰：着舰依然需要借助拦阻索，飞机起飞则依靠舰载机自身动力并借助航母舰艏带坡度的甲板获得爬升航迹角和向上的速度实现离舰起飞，结构简单、造价低廉，对飞机的技术水平要求高，俄、英、西班牙等国的航母舰载机主要采用这种起飞方式。中国目前的歼15舰载机也是采用这种方式。
　　垂直起降方式：F-35B、AV-8B等舰载机具备垂直起降能力，可采取垂直起降方式进行起飞和着舰。不过，在应用中，这类战斗机通常只在着舰时采取垂直起降方式着舰。在起飞时通常采取短距离滑行起飞。