1937年全面抗戰爆發時，老蔣曾經短暫就任「陸海空軍大元帥」，準備以這個頭銜領導戰時大本營。而此時的日本天皇裕仁，軍隊頭銜則是「陸海軍大元帥」，也就是說，老蔣比那個戴眼鏡的傢伙在稱謂上還多了一個字。其原因在於日本人雖然擁有2800多架作戰飛機，但是還沒有獨立的空軍軍種，所有的空中作戰力量還只能稱為「航空兵」。
這就是兩個名詞的第一個重要區別，兩者的尾字不同也代表了屬性，即一個是「軍種」一個是「兵種」，此種區分與作戰能力和實力無關，主要看某國的戰略指導思想和軍兵種設置思路。日本人當時認為陸軍和海軍都需要空中力量的加持，因此沒有整合成為獨立「空軍」的必要，所以作戰飛機分屬陸軍航空兵和海軍航空兵，其中海航主要以轟炸機和艦載機為主。
而國民政府軍事委員會在1936年就設立了航空委員會，並規定「航委會主任承軍事委員會委員長之命，統率空軍」，表明在這個時間點已將空軍視為獨立的軍種，儘管飛機只有那麼600來架。次年空軍實行軍區制，將全國空中力量劃分為六個軍區，各軍區設司令官，注意啊航委會主任也是老蔣兼著，而宋美齡只是後來增設的「航委會秘書長」。
抗戰初期空戰的結果，是擁有現代航空工業體系的日本陸航和海航，把國民政府的空軍差點全消滅了，到1938年基本以蘇聯援華航空隊為主力了，直到1943年以後中美聯合航空隊才奪回制空權。所以不是軍種就如何如何強，兵種就怎麼怎麼弱，關鍵還是看綜合國力和軍事理念，二戰時期全世界空中力量最強的國家無疑是美國，可它就是沒有單獨的空軍。
在1944年的全盛時期，美國陸軍航空隊擁有240萬官兵、近8萬架各類飛機及783個永久性基地，陸軍航空隊參謀長阿諾德不僅是參謀長聯席會議成員，還兼任美國陸軍副總參謀長，成為二戰期間實力最強的「航空兵」，但它仍然算是陸軍的一部分。一直到1947年，美軍才正式成立空軍軍種，至於美國海軍航空兵，從1911年擁有第一架水上飛機起，那就算兵種成立了。
二戰期間歐洲各主要國家軍隊都設立了空軍的軍種，比如納粹空軍、皇家空軍和蘇聯空軍等等，其中德國空軍總司令戈林由於權勢燻天，聲稱德國天上飛的都得由他的空軍管理，直接扼殺了德國海軍建立海軍航空兵的企圖，所以二戰德國的空軍是「大一統」的，陸海軍都沒有「航空兵」的兵種。英國皇家海軍有航母有艦載機，當然存在著海軍航空兵，所以各國軍事體制的不同，也決定著軍兵種建設上的不同。
第二個重要區別，是「航空兵」這個名詞會作為空中打擊力量的統稱，尤其是在諸兵種聯合作戰的大型戰役期間，稱為「空軍」又不是不專業的。以二戰蘇軍為例，在所有的作戰計劃中都將空中作戰單位稱為「航空兵」，一方面，是當時蘇聯在空軍之外還建有「國土防空軍」，這個軍種主要裝備戰鬥機和截擊機，以及大量的雷達部隊。
每當蘇軍發起大規模進攻戰役時，空軍和國土防空軍的作戰飛機均會進場提供空中支持和掩護，在這種情況下，統一指揮就非常必要。因此蘇軍會將「航空兵集團軍」配屬給各方面軍，形成各軍種和方面軍司令部對空中力量的雙重指揮體系，而前線部隊為了簡化稱謂，即將所有空勤單位一律稱為「航空兵」，這可以在很多軍事文件中得到印證，否則就太麻煩了。
二戰以後，隨著航空航天科技的發展和軍隊的現代化需要，各主要軍事強國在「空軍」這個軍種之外，也都大力加強陸軍航空兵和海軍航空兵的兵種建設，但是作戰飛機的裝備肯定是有側重的，這也是區分空軍和陸航、海航的重要標誌。
一般來說，陸軍的「陸軍航空兵」部隊多裝備直升機、無人機、運輸機等機種，海軍航空兵部隊主要裝備艦載機、直升機等機種，其目的在於完善陸海軍的綜合和立體作戰能力。之前介紹過陸航旅的編制和裝備情況，這裡就不贅述了，武裝直升機已經是陸軍航空兵的「形象代言人」。
那麼其他大部分機種和作戰飛機，當然還是歸於空軍的作戰序列之下，至於準確的劃分，可以通過部隊番號、軍裝標誌很容易分辨出來，比如「遼寧艦」上的殲-15和陸地上的殲-11B兩款戰機模樣雖然差不多，但是駕駛員卻分別隸屬於海軍航空兵和空軍，這就很好理解了。