依靠核动力航空母舰，一个国家可以在远离其国土的地方，不依靠当地机场的情况下对别国施加军事压力和进行作战。世界上只有美国海军拥有多艘核动力航空母舰，法国拥有一艘核动力航空母舰。

1961年，世界上第一艘核动力航空母舰——美国9万吨级的企业号正式建成服役。它克服了常规动力航母发动机、蒸汽弹射器、飞机升降机和阻拦装置等需要消耗大量能量的局限，克服了常规动力航空母舰的烟囱占用空间、为敌方攻击留下隐患、大量排烟腐蚀电子设备和天线、淡水的生产受到限制等缺陷，把航空母舰的发展推向一个新高度。

为了验证核动力航母执行全球作战任务的能力，1964年，美国海军组成了以企业号为主，由长滩号和班布里奇号核动力巡洋舰护航的特混舰队，用64天的时间，在没有进行任何燃料补给的情况下，以22节的平均航速进行了寰球航行。企业号以其巨大的动力资源和续航能力实现了航空母舰发展史上的一次历史性飞跃。由于企业号的成功，1964年以后，美国开始全面建造核动力航空母舰。

美国在企业号核动力航空母舰基础上又发展了尼米兹级核动力航空母舰，这是美国的第二代核动力航空母舰。尼米兹级是美国海军大型核动力航空母舰，舷号自CVN-68至CVN-77，共计建造10艘。它的首制舰是尼米兹号于1975年5月建成服役。它装填一次核燃料可持续使用13年，航程可达到100万海里。舰上可搭载90架各种类型战机，最大舰载机数量超过一百架。尼米兹级从20世纪60年代开始设计建造，直到21世纪初，一直是美国海上力量和其全球战略的支柱。

而后，美国国防部认为尼米兹级航母是半世纪前设计的旧型航母，难以适应未来战争的需求，因而在1995年5月9日，美国国防部正式提出了研发、设计、建造性能超越尼米兹级的新一代航母，以作为新世纪的主力航母，即福特级航母。首舰CVN-78于2007年1月16日正式命名为福特号，于2008年获得拨款，当时预计于2015年取代企业号航母正式开始服役，后经多次进度延期，交付时间推迟至2016年。

1999年1月26日，法国戴高乐级核动力航母首次进行远洋实验。但遗憾的是由于主机故障，实验仅进行了48小时便被迫停止，但这并未影响其年底的服役计划。戴高乐号于2001年5月18日正式服役，其满载排水量40500吨，全长261.5米，飞行甲板宽64.4米，吃水深度8.5米，主机为核动力汽轮机，双轴，功率为61046千瓦。舰载武器有：四座八联装舰对空导弹垂直发射装置，发射紫苑15防空弹；2座六联装马特拉萨德尔点防御导弹发射系统，发射西北风导弹；8门20毫米单管自动炮；4座八联装萨盖诱饵发射器；40架阵风战斗攻击机。它不只是法国第一艘核动力航空母舰，事实上，它是有史以来唯一一艘不属于美国海军的核动力航空母舰。

核动力航母的研制包括五大技术：即舰载机、母舰总体、核动力装置、飞机起降装置（含弹射器、阻拦装置、升降装置等）、航空管制与光电引导着舰控制系统。

与常规动力航母相比，核动力航母显示出诸多优越性：①核动力这一巨大的动力资源使航母具有更强的机动性。核动力航母可以高速驶往世界任何海域。在最高航速上，核动力航母和常规动力航母难分伯仲，但在连续高速航行能力上，核动力航母却独占鳌头。因而在地区性危机和冲突中，核动力航母可以迅速奔赴现场，起到不可替代的威慑和实战的双重效能。②核动力使航母节省出大量空间和载重吨位。一方面可以装载更多的航空燃油，以满足舰载机作战的需要；另一方面可大大改善舰员的居住和工作条件。③核动力使航母减少了对基地和后勤支援的依赖。核动力航母更换一次燃料可以连续航行50万海里，无须海外基地的支援。而常规动力航母执行同样的任务，却需要事先在世界各地建立燃料补给网。

核动力航母和常规动力航母的战斗弱点主要是目标大，易遭敌方攻击。需在多艘巡洋舰、驱逐舰、护卫舰等护卫下组成航空母舰编队行动。如发生机械设备失灵，舰体遭到破损而造成横倾大于4°～6°，或纵倾大于2°～3°等情况时，舰载机就不能安全起落。携载有5000吨以上的航空汽油和大量弹药，在遭到攻击时，容易发生火灾和爆炸，从而丧失战斗能力或招致更严重的后果。造价昂贵（每艘造价从几亿美元到20多亿美元），建造周期长（一般为5～7年），战时受损补充困难。

核航母的主要武器装备是它装载的各种舰载机，有战斗机、轰炸机、攻击机、侦察机、预警机、反潜机、电子战机。航空母舰是用舰载机进行战斗，直接把敌人消灭在距离航母数百千米之外的领域。舰载机是航空母舰最好的进攻和防御武器。所以，航母是海上浮动机场。

除了舰载机外，航空母舰上也装备自卫武器，有火炮武器、导弹武器。航母的主要任务是以其舰载机编队，夺取海战区的制空权和制海权。

航空母舰战斗群简称航母战斗群，它以大型航母为核心，是一支以航空母舰为首的作战舰队，即航母舰队。美国的一支核航母战斗群以1艘“尼米兹”级或者企业级核航母为核心，即为航母舰队的旗舰，还会配备1～2艘导弹巡洋舰、2～3艘导弹驱逐舰、1～2艘护卫舰、1艘快速战斗支援舰、1艘补给舰。

美国海军部署有11艘航母：尼米兹号、艾森豪威尔号、卡尔·文森号、罗斯福号、林肯号、华盛顿号、斯坦尼斯号、杜鲁门号、里根号、布什号、福特号。也就是说美国海军可以组建11支航空母舰战斗群。

美国本土有5个航母基地，分别是弗吉尼亚州诺福克军港、加利福尼亚州圣迭戈基地、佛罗里达州迈波特基地、华盛顿州布雷默顿基地和埃弗里特基地。海外航母基地有：夏威夷的珍珠港、日本本州的横须贺，关岛正在建设为下一个核动力航母母港，新加坡的宜章港也在建设美国航母的停靠基地。

美国首个本土以外常驻的美国核动力航母华盛顿号，1992年开始服役，于2008年编入并由第7舰队第5航母大队司令指挥，2008年搭载第5舰载航空联队，装备各型舰载机、战斗机、战斗/攻击机、电子战机、预警机、反潜机、反潜直升机、救援直升机和电子侦察机进驻横须贺。自此，华盛顿号一直处于战备值班状态，负责整个东亚地区的巡航，每年都按惯例出海，定期参加区域军事演习，以检验战斗能力。“华盛顿”号于2016年5月返回本土。

除里根号航母布局在日本横须贺海军基地外，其他10艘全布局在美国本土。其中5艘部署在美国东海岸，即大西洋沿岸；5艘部署在西海岸，即太平洋沿岸。从部署的数量上看，太平洋6艘、大西洋5艘。

美海军规定，和平时期每艘航母一个标准的训练、执勤和休整周期为18个月，并各占1/3时间。因此，正常情况下，美海军现役11艘航母，有1/3在海湾地区、西太平洋、地中海等海外前沿地区执勤或担负作战任务，1/3进行海上训练，另有1/3在港内休整或进厂维修保养。当然，战时其训练、休整和维修周期会缩短，能执行作战任务的航母将比平时增加50%～100%，可能会集结6～8艘航母投入作战。