أدت حاملات الطائرات دورًا حاسمًا في معركة "ميدواي" سنة ١٩٤٢ بين الولايات المتحدة واليابان في المحيط الهادي، إذ أغرقت الطائرات الأمريكية المنطلقة من الحاملات أربع حاملات يابانية. عززت المعركة مكانة القوة الجوية البحرية وأظهرت تراجع دور البوارج في حسم المواجهات البحرية الكبرى. تُصمم حاملات الطائرات النووية الأمريكية الحديثة للعمل نحو خمسين عامًا، مع خضوعها خلال الخدمة للصيانة والتحديثات الدورية. وفي حاملات فئة "نيميتز" تشمل دورة العمر عملية كبيرة لإعادة تزويد المفاعلات بالوقود وإجراء إصلاحات وتحديثات، بما يسمح للسفينة بمواصلة الخدمة لعقود إضافية. نظام إيقاف الطائرات المتقدم في حاملات فئة "جيرالد آر فورد" يبطئ الطائرات بعد ملامستها سطح الحاملة عندما يلتقط خطاف الهبوط سلك الإيقاف. يستخدم النظام تجهيزات لامتصاص الطاقة وتحكمًا رقميًا، وصُمم لاستعادة نطاق أوسع من الطائرات مع تقليل أعمال الصيانة مقارنة بالنظام الأقدم. يستخدم الدفع النووي في حاملات الطائرات مفاعلات تنتج الحرارة اللازمة لتوليد البخار وتشغيل منظومة الدفع والكهرباء على متن السفينة. يتيح هذا النظام للحاملة الإبحار فترات طويلة من دون التزود بوقود دفع تقليدي، لكنه لا يلغي حاجتها المستمرة إلى الغذاء ووقود الطائرات والذخائر والإمدادات. شن الطيران البحري البريطاني المنطلق من حاملة الطائرات "إتش إم إس إلستريوس" هجومًا على الأسطول الإيطالي في ميناء تارانتو سنة ١٩٤٠. عطلت الطائرات الطوربيدية عدة بوارج إيطالية، وأظهرت قدرة الطيران المحمول على حاملات الطائرات على ضرب أسطول راسٍ، فكانت محطة مهمة في تطور الحرب البحرية الجوية.