蒸气弹射器的原理是，将舰上锅炉或核反应堆产生的高温高压蒸气送进一个汽缸内，推动活塞，用从活塞伸出来的“铁腕”拉动飞机，将飞机从零速加速到起飞速度。原理虽然很简单，但要从活塞伸出“铁腕”，就要在汽缸上开槽，同时又要保持汽缸内的压力，这是蒸汽弹射器能否成功的关键。结果是，在槽的密闭处使用软金属带而解决了这个难题，利用从活塞延伸出来的“铁腕”带上凸型金属片，推动紧贴在槽边的金属带，再用后面的金属片压回槽内。“铁腕”通过处会漏出一些蒸气，在飞行甲板上产生白色烟雾。
装在尼米兹级的弹射器是C—13—I型，弹射力达970万米／公斤，可将30吨重的飞机在76.3米起飞距离内，由时速零加速到256公里。如用来弹射2吨重的轿车，可以弹射到2.4公里的远处。尼米兹级装备4座这样的弹射器。
帮飞机刹车——着舰拦阻装置
由于航母飞行甲板长度不能满足舰载机着舰时的需要，就要有一种辅助设施，这就是帮助舰载机在着舰时迅速降低速度的刹车装置，叫做着舰拦阻装置。
舰载机在舰上降落有许多方法。第二次世界大战前后，有一种方法是：当飞机进入着舰区后，着舰的飞机即放下尾钩，钩住拦阻索，拖着拦阻索而逐渐停止滑行。这种方法，称之为油压装置吸收冲力的标准方法。
拦阻索是利用油压气缸一面拉长一面吸收冲力，其吸收力约有690万米／公斤，可使30吨重的喷气机滑行100米后停止。过去需要几十条拦阻索，自从有了斜角飞行甲板后，在美国航空母舰上的标准是4条。拦阻索装在斜角甲板后部着舰区，从飞行甲板后端55米处起，每隔12米横列一条拦阻索，共4条。拦阻索的前面约有100米的滑行距离，再加上掉转方向需要约30米，所以斜角飞行甲板共需约200米的长度。
当飞机尾钩未能钩住任何一条拦阻索时，在舰尾还有一个由尼龙材料制成的拦阻网，将飞机网住。
让飞机平平安安回家——着舰引导装置
飞机着舰比在陆上机场降落的难度和风险都大得多。1981年5月26日23时50分，一架EA—6B电子战飞机在“尼米兹”号着舰时，因没有对准跑道中线，而在甲板上坠毁、爆炸、起火，并使甲板上一架F—14挂载的“麻雀”导弹爆炸，导致14人死亡，42人受伤，11架飞机被损或被毁。所以对舰载机飞行员操纵飞机的技术要求比陆基飞机飞行员的要求要高，着舰引导工作的难度也大得多。自然，着舰引导工作和引导设备对舰载机的安全着舰起着保证作用。
引导舰载机着舰的方法，从前是由资深驾驶员两手拿着彩色板，指挥将要着舰的飞机。在舰载机大型化之后，着舰速度比前快很多，机上驾驶员无法看清人员的手势，必须有特殊装置，让高速着舰的飞机驾驶员能判别着舰路线。
为了解决这个难题，英国海军发明了反射镜着舰引导系统。其原理是：将探照灯灯光用镜子反射，利用反射光与镜子两侧的一排灯光相比较，作出判断。例如，从着舰机上看到反射灯光在一排灯光上面则表示着舰路线过高，若在下面则表示过低。此法称为反射镜着舰引导系统。以后经过改进，改用平面透镜光源，即便暗夜或有雾时，亦能清楚看见，但其基本原理是一样的。
20世纪60年代末期，研制出全自动着舰引导装置（利用雷达），但舰载机驾驶员仍必须具备目视着舰的驾驶技能。光学引导装置也仍保留在航空母舰上。
掌握所有舰载机起降作业的是位于舰桥最上层的主飞航管制塔，从那里可以对整个飞行甲板一目了然，而且重要的区域都有闭路电视监视。
主飞航管制塔的下一层是舰长的航行指挥舰桥，再下面则是航空战斗群司令官的作战舰桥。再下面，向左边突出的部分是电视摄影机室，专门拍摄飞行甲板作业及着舰情况，制成录像带，甚至有电视摄像机埋在斜角飞行甲板的中心线上，拍摄着舰飞机的正面影像，并立即在与飞行有关的管制塔台或各航空部队备战室播出，录像带则留为日后检查之用。
谨防偷袭
美国航母配有E—2C“鹰眼”早期预警机4—5架，保持近百分之百的出动率。另外舰上还装备早期预警雷达。以SPS—48型三坐标对空警戒雷达及SPS—43A远程对空搜索雷达为主，还有SPS—10F型水面搜索雷达、LN—66型导航雷达和SPN—424344型航空管制／全自动着舰引导雷达，还有SPS—65型低空警戒雷达及SLQ—32电子战系统。这些雷达天线和收信用天线，以尽量不影响舰载机起降为原则（及避免相互干扰），配置在舰桥周围。
航空母舰不能单独行动，必须由巡洋舰和驱逐舰组成护卫网加以护卫。但是，万一有突破护卫网冲进来的敌人，尤其是反舰导弹，航母就必须有自己的防御手段。所以航空母舰还装备有3座“海麻雀”近程对空导弹发射架（八联装），和3—4门20毫米“密集阵”近程火炮系统（6管，射速每分钟3000发）。“海麻雀”导弹由SPS—65雷达控制。SLQ—32电子战系统能干扰反舰导弹的雷达制导系统；还有4座MK36干扰火箭发射器用于干扰反舰导弹的红外制导系统。
航空母舰是敌方最注意的目标，虽然不易被敌击沉，但对来自四面八方的攻击也是不易应付的。
航母战斗群
航空母舰所以能成为美国海军的三朝元老，倚重日盛，一则“武艺”过人：集舰艇与飞“尼米兹”级核动力航空母舰机于一身；二则不断变革：由常规动力发展为核动力，由螺旋桨飞机发展为喷气机，由每艘载四、五十架飞机发展到载近百架飞机。像前面说到的尼米兹级核动力航空母舰排水量达到九万吨，载有性能先进的预警机、战斗机、攻击机、电子战机、反潜机和直升机，还有反应快速的指挥、控制、通信、情报系统。
尼米兹级航母的首舰“尼米兹”号的造价，由于历时14年，经历美国的能源危机、通货膨胀等因素，竟高达18亿美元（1975年），是1961年建成的美国第一艘核动力航空母舰“企业”号造价（4亿5千万美元）的4倍多，比同时建造的常规动力航空母舰“小鹰”号贵1倍，被称为“价值数十亿的航空母舰”，一时在美国国内成了议论的话题。
一艘航空母舰除了它自身的装备外，还须配备飞机。一个航空母舰飞行联队的飞机总价大约与航母的建造费用相当。此外每年使用所耗的费用，包括数千名官兵和近90架飞机的维护费，大约需要3亿美元，相当于航母造价的一成（80年代建造的核动力航母造价约30亿美元）。每架F—14A“雄猫”式战机飞行1小时就耗费3000美元。
航空母舰艺高威重，造价昂贵，战时是敌方攻击的重要目标。临阵作战，自然不能单枪匹马，需要配备一些护卫舰艇乃至物资供应船。
美国海军编组的“航空母舰战斗群”（CBG），每一战斗群包括：航空母舰1艘、巡洋舰1美军航空母舰上的飞机起飞，准备执行轰炸任务—2艘、驱逐舰4—6艘、补给舰1—2艘。如果是核动力航空母舰，就配备核动力巡洋舰。据说，另外还配备核动力攻击型潜艇1—2艘护航。所以航空母舰一出动真是浩浩荡荡，前呼后拥，威风凛凛。
一个航空母舰战斗群，不一定只有一艘航空母舰。一般在形势比较紧张的地区，美国海军就用2艘航空母舰组成战斗群；而在较缓和地区则派遣重新服役的战列舰配以巡洋舰和驱逐舰，组成水面舰艇作战群（SAG）。
航空母舰战斗群以时速60公里以上的速度在海上活动，能控制以航母为中心、半径1000海里（1850公里）以内的海洋及陆地。它不必像空军要担心作战地区基地问题，也不必像陆军部队要考虑如何到达目的地。美国战后往往先派遣航空母舰编队到发生“危机”的地区去，就是充分利用其独立性和机动性。
将军马前卒——舰载机众生相
航空母舰战斗群的作战能力，主要决定于它的舰载机性能和多种舰载机的组合（即舰载机联队的编成）是否符合作战要求。
美国海军的现役航空母舰，一般都配属一个舰载机联队（或称航空联队）。联队的编制随舰载机的发展和作战需求的变化而多次调整。1984年，美海军研究提出了一种所谓“新概念”舰载机联队组成方案，并于1987年6月开始在尼米兹级核动力航空母舰的第4艘“罗斯福”号上部署。它的编成是：
2个战斗机中队——20架F—14A“雄猫”
2个战斗攻击机中队——20架F／A—18“大黄蜂”
2个重型攻击机中队——20架A—6E“入侵者”
1个空中预警中队——5架E—2C“鹰眼”
1个电子战中队——5架EA—6B“徘徊者”
1个空中反潜中队——10架S—3A“北欧海盗”
1个直升机反潜中队——6架SH—3H“海王”
共计10个舰载机中队，86架飞机。
这是20世纪90年代美国舰载机联队的主要样式。这种混合编队使航空母舰具有搜索、警戒和打击能力，以及为攻击机和航母战斗群本身提供战斗掩护。
F—14A是美国第4代超音速战斗机，美海军用来取代F—4“鬼怪”式战斗机用于防空的。1970年首次试飞，时速达到2485公里。它不但能全天候作战，全方位攻击，而且既能下视下射，又能上视上射。
装备有AWG—9火控系统，能同时跟踪24个目标，使用“不死鸟”空空导弹从100公里以外能同时攻击6个不同高度和距离上的空中目标。它的雷达的探测距离达180公里。
F—14A可携带“不死鸟”或“麻雀”或“响尾蛇”空空导弹6枚，也可携载普通炸弹。另有M61A“火神”20毫米6管航炮一门。
“雄猫”的作战半径为925公里，是目前世界上作战半径最大的舰载机。重量达25—32吨（携载导弹时重达32吨）。具有可变翼，所以战斗能力很强。据报导，它和美国空军的F—15战斗机（目前美国最先进的战斗机）进行过20余次模拟格斗，胜了20局，平了几局，只败了一局。
“雄猫”机的缺点是价格太贵，每架超过4000万美元，且需2名乘员（驾驶、领航）。
在海湾战争中，以美军为主的多国部队使用了多种新型武器，其中有美国第4代超音速战斗机最晚服役（1983年）的机型—F／A—18。美国第4代超音速战斗机最初只有两种型号：F—14“雄猫”（1972年服役）和F—15（1975年服役）。但由于F—14和F—15尺寸大，重量重，设备复杂，价格昂贵，海、空军无力购买所需数量（须替换4000余架F—4“鬼怪”式），海军只买了500多架F—14，空军只采购了700多架F—15。后来海、空军各自决定再研制一型相对轻、小，价格低一些的（作战性能也稍低的）战斗机，这就是F—18和F—16的由来。（去年美国决定售台的就是F—16战斗机）。
F—18飞机要代替大部分F—4“鬼怪”和A—7攻击机（一部分F—4由F—14取代）。这样F—18既要有对空作战能力，也要有对地（舰）作战能力，所以它的编号为F／A—18（F是对空作战的意思，A是对地作战的意思）。
由此可知，F／A—18是一种多用途战斗机，主要用于中近距离的防空和对地、对海攻击任务。
为了使F／A—18既有较高的技术水平又有合理的价格，研制时海军没有提出过高的要求，最大速度只要求1.8马赫（马赫为音速，1.8马赫即1.8倍音速）（F—4为22，F—14为2.4）。实际上M1.8已经可以顺利执行F／A—18所担负的作战任务，因为当用于对海（地）攻击时，挂载了弹药以后，所有的飞机最大速度都只能是M0.9左右，太大的速度也用不上；而用于近距离空战时，速度范围一般为M0.2—M1.5，有M1.8已足够了。只有用于紧急拦击时，希望速度越快越好，这时使用F—14最合适。
这就是航母的舰载机联队为什么既配备F—14，又配备F／A—18（形成高低搭配，既能遂行作战任务，又能节省经费）的原因。在“沙漠风暴”行动中，美舰载机起降18120次，其中21％执行防空任务，这一任务的67％是由F—14执行的，33％是由F／A—18完成。
F／A—18重16—22吨，实际最大时速1910公里，装备APG—65脉冲多普勒雷达，能同时跟踪10个不同目标，能携带“麻雀”和“响尾蛇”空空导弹6枚，有M61A20毫米炮。当执行对地攻击任务时，最大挂弹5—7吨，但通常只带2吨左右。
F／A—18“大黄蜂”的价格约2000万美元，为F—14和F—15的二分之一。
A—6E是1972年开始装备美国海军的，是全天候攻击机，也是目前世界上最大的舰载攻击机。在海湾战争中表现十分活跃。1991年1月，当时的美国国防部长切尼宣布撤销A—6的后继机型A—12的研制计划。这样，A—6还将在美海军继续服役多年，所以是一个值得重视的舰载机型，它已有多种改进型（A—6E为其中之一），还有空中加油型和电子对抗型。