1941年珍珠港事變，造成美國太平洋艦隊7艘戰列艦不同程度的損傷，美軍意識到，在艦載機面前，航速再快的戰艦也顯得非常緩慢，加上大量航空炸彈和魚雷的研發成功，使戰艦在進入航母主炮射程前被擊沉的概率大增，於是，航母航空兵已成為決定海戰勝負的關鍵。為了彌補戰力上的損失，形成更全面的作戰能力，美國海軍組建以航母為中心的特混艦隊，並在太平洋戰爭等實戰中嘗到這種兵力編成與作戰樣式的優點，故美國率先放棄了「大艦巨炮主義」，將新建的戰列艦用來作為航母特混艦隊的掩護與支持兵力，由此形成了航空母艦戰鬥群的作戰形態。
二戰末期，美國在日本投下兩顆原子彈，迫使日本無條件投降、提早結束戰爭。如何有效進行核打擊、提升戰略轟炸機的作戰半徑，遂成為美國海軍擴大自己軍種實力的盼望。經過多方遊說，美國國會於1948年7月批准美國海軍建造6.5萬噸級的航母「合眾國號」（USS United States）。不過就在安放龍骨的五天後，剛結束戰爭不久的美國實在無力負擔龐大的航艦戰鬥群建設費用，加上空軍意圖削弱海軍的不同軍種政爭，「合眾國號」的興建計劃就這麼無疾而終。
1950年，韓戰爆發，同年9月美軍發動仁川登陸戰，航空火力支持完全由航母航空兵提供，且美國海軍318架飛機掌握制空權，終以死亡22人、傷174人的代價，用了不到一天的時間就攻下仁川港。這也凸顯海軍航空兵的機動力較空軍大，且「機場」（即航母）得以快速移動，作戰半徑不如陸基機場受限，可立即逼近他國海岸線，所以美國又回到建造航母的道路上，並研發核動力航空母艦。1958年，美國開始建造全球第一艘核動力航母─「企業號」（USS Enterprise），並於1960年建成下水、翌年正式服役，成為美國海軍大西洋艦隊之一。1964年，「企業號」進行了史無前例的環球航行，途中無需加油和再補給，在經歷64天、總航程達3萬多海浬的航行後，充分顯示了核動力的巨大續航力。
時至今日，世界上只有美國與法國擁有核動力航母，其也成為了美國海軍的絕對主力，現役11艘航母亦全為核動力，而法國則僅僅只有「戴高樂號」（Charles de Gaulle）1艘核動力航母，證明美國在此發展上獨步全球。雖然如今中國已有遼寧艦、山東艦等兩艘雙蒸汽動力航母，但在每次航行補給之間，只能在海上停留6天，續航力遠不及美軍航母。因此，中美雙方未來在海上的較量，除了航母數量以及組建什麼樣性質的航母戰鬥群外，中方是否能研發出核動力航母解決燃料補給問題，亦為外界關注的焦點之一。