相比于有人驾驶飞机而言，无人机体积小巧、价格低廉、战场生存能力强、使用方便，因此在实战中得到了广泛的应用。从1994年“捕食者”无人机首飞到2013年无人隐身轰炸机“X-47B”从航母上弹射起飞，无人机的研制进入高速发展阶段，并且逐步表现出代替有人驾驶飞机的趋势。军事专家们预言：未来的空战，将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。
无人机最初始的功能就是作为靶机，用于检测防空武器以及格斗武器的实际作战性能。南京航空航天大学就研制出我国第一架无人靶机“长空一号”，其改进型号曾应用于我国的核武器试验取样工作，为我国核武器的研发立下了汗马功劳。
“长空一号”无人靶机
使用无人机来吸引敌方火力或者诱骗敌方火控雷达开机，从而消耗敌方的防空火力，或者发现敌方导弹发射阵地便于防区外攻击。
与有人驾驶无人预警机而言，无人预警机体型小巧、经济性好、生存能力强，无人预警机既可以单机执行任务，又可以多机协同执行任务，还可以与有人预警机相互配合，扩大预警范围，避免有人预警机在危险区域内飞行，提高预警机的生存能力。通过在无人机上安装合成孔径雷达、光电及红外传感器，配合其长时间的滞空能力，对敏感区域试验全天候的综合侦查。美国的RQ-4“全球鹰”无人机搭载相应的检测设备，一个白天便能监视超过10万平方公里的区域。中国也研制了同类型的“翔龙”无人机，该机采用菱形联结翼，气动性能优异，滞空时间较长，能有效实施侦查监测。
“全球鹰”无人机
通过在无人机上加装相应的信号接收、信号放大等通信中继设备，能够有效地为偏远地区提供信号传输服务，并且还能在战时临时充当通信卫星的角色；通过搭载电子干扰设备，扰乱敌方的通信，压制敌方的搜索雷达，使得敌方处于“失明”的状态，达到电磁压制的目的。
攻击无人机通过加装相应的侦查和攻击武器，即可实现目标精确打击。相比于有人驾驶的飞机而言，攻击无人机巡航速度低、噪音小、滞空时间长、侦察能力强，因此适合执行隐蔽的精确打击任务，定点清除敌方重要打击目标。美国研制的“捕食者”已经应用于实战中超过20年，在中东地区广泛应用于打击恐怖组织，取得了不俗的成绩。中国也研制了“翼龙”系列无人机，目前出口到了中东、非洲等地，经过实战检验表明，其性能不输美国同系列的无人机。
