空中加油機就是給飛行中的飛機及直升機補加燃料的飛機。多由大型運輸機或戰略轟炸機改裝而成 。其作用可使受油機增大航程，延長續航時間，增加有效載重，以提高航空兵的作戰能力。空中加油機的加油設備大都裝在機身尾部，少數裝在機翼下麵的吊艙內，由飛行員或加油員操縱。
一、空中加油的主要作用
空中加油作為飛機發展的一種技術，首先是為了增大飛機的航程或延長續航時間，執行遠程作戰任務而研製的，在掌握這種技術後，發現其作用更加廣泛，可以歸納為以下幾個方麵。
1.加大了飛機航程和作戰半徑
為提高飛機的航程和作戰半徑，飛機設計師們盡量減輕飛機結構重量，並盡量增加飛機的載油量，但是載油量的增加對飛機的其他性能都會有不利的影響。而空中加油技術卻成功地解決了這一問題，彌補了飛機載油量的不足，經過空中加油的飛機完全可以執行超過飛機作戰半徑的超遠程作戰任務。所以戰略空軍都配備空中加油機。為轟炸機護航的戰鬥機也需要通過空中加油，以完成護航任務。
2.增加載彈量，提高運輸能力
對於轟炸機和強擊機來說，由於受到最大起飛重量的限製，若要完成遠程任務，多載燃料，勢必減少載彈量，這樣就影響其轟炸攻擊能力。如果應用空中加油技術，就可以最大限度的載彈，起飛後進行空中加油，這樣就解決了油量少的問題，也滿足了對跑道長度和質量的過高要求。運輸機也存在這個問題，最大載貨量時不能滿載油。在英、阿馬島戰爭中，英國為C-130運輸機加裝了空中加油係統，使用空中加油，C-130飛機麵向前線的運輸能力大大加強。
3.延長留空時間
巡邏機和預警機在戰爭中的地位是十分重要的。而這些飛機由於機載設備多，留空時間就受到了影響。要想保持空中巡邏和警戒，所需出動的飛機架次就很多。如果使用空中加油，少量的飛機就可以完成任務。據估算，用F-4飛機在離基地640千米處進行巡邏，要求兩架飛機每15分鍾起飛巡邏一次，在24小時內要出動192架次。如果使用空中加油，每架飛機以巡邏4小時計算，則出動12架次就能完成巡邏任務。所以在馬島戰爭中，英國迅速給“獵迷”巡邏機和預警機加裝了空中加油係統，使“獵迷”巡邏機能沿阿根廷海岸執行19小時的巡邏任務。
4.救援
對於燃油減少到不足以返航的飛機，實施空中加油可以使其順利返航。
二、空中加油操作過程
空中加油過程一般包括會合、對接、加油和解散四個程序。
空中加油要求會合空域的天氣少雲，能見度一般應大於10千米，由於加油時飛機需要保持平穩飛行，要求加油作業區不能有明顯的垂直氣流。
下麵以空中加油吊艙的軟管式加油係統為例說明加油過程。
1.會合
空中加油的兩機會合可以有四種方式：同航線會合、定時定點會合、對飛會合和空中待機會合。無論哪種會合方式，受油機均應比加油機飛行高度低600米。
加油機和受油機在指定的空域會合後即開始進行加油前的編隊，飛行編隊隊形可采用50米×50米。
空中加油吊艙尾部軟管錐套收藏處有一個紅、黃、綠信號燈麵板，加油機的加油控製板（設在加油員艙或駕駛艙）上有各種加油控製和指示信號燈及開關。
首先，加油機放出軟管，使加油軟管處於全拖曳位置。
在兩機編隊飛行時，吊艙呈巡艙狀態，紅燈亮。加油過程開始時，將控製板上“回繞、拖曳”指令開關從“回繞”位置扳到“拖曳”位置，衝壓空氣渦輪同時由順槳狀態進入低轉速狀態，軟管卷盤機構先回繞一點，刹車止動塊從刹車刺輪中退出而鬆刹車，錐管在彈力作用下從吊艙內彈出，錐管彈出後由於氣流作用，軟管在穩定傘阻力作用下向後拖出，此時吊艙內軟管卷盤收放控製機構工作，軟管卷盤拖曳過程中產生的功率通過軟管卷盤、鏈輪鏈條、變速箱、泵/馬達（此時處於泵工況）所吸收，控製軟管放出速度為1.2—3米/秒，到軟管放出至全拖曳位置前1.5米時（此時紅燈滅、黃燈亮），再將放出速度減慢，直到全拖曳位置時製動。