第二次世界大戰結束以後，出現了斜角飛行甲板、蒸汽彈射器、助降瞄準鏡的設計，這種設計使艦載重型噴氣式飛機的使用效率和安全性大大提高。高性能噴氣式飛機也由此搭載到現代化的航空母艦上，排水量越來越大，第一艘專為搭載噴氣式飛機而建造的航空母艦就是美國福萊斯特級航空母艦。
1961年11月25日，美國建成了“企業號”航空母艦，也是世界上第一條用核動力推動的航空母艦，即核動力航母。航空母艦采用核動力以後，大大提高了其續航能力。核動力燃料更換一次就可以連續航行數十萬海裏，使航空母艦具備了近乎無限的機動能力，另一方麵也消除了常規動力航空母艦大型煙囪對飛行作業的影響。美國海軍建造了一係列排水量80000噸的尼米茲級航空母艦。
財力的衰弱致使英國皇家海軍無力擁有大型航空母艦，但是英國擁有的無敵級航空母艦很像第二次世界大戰中的小型護航航空母艦，采用滑跳甲板，垂直短距起降飛機。在1982年英國、阿根廷的福克蘭群島爭端中，英國依靠它在遠離本土8000英裏的地方取得勝利。前蘇聯采用的是垂直起降飛機的基輔級航空母艦，被前蘇聯海軍稱為“大型反潛巡洋艦”，這種航空母艦裝有重型武備。前蘇聯最終建成的庫茲涅佐夫號航空母艦采用滑跳甲板避免了安裝複雜的彈射裝置。
美國維護其在波斯灣、阿富汗和太平洋地區的利益，依靠的都是它的航空母艦艦隊。比如在1991年海灣戰爭和2003年美軍占領伊拉克的過程中，盡管美國在中東沒有足夠的陸上機場，但依然能夠利用其航空母艦戰鬥群進行主要攻擊。到了21世紀初，世界上所有航空母艦約可以裝載1250架飛機，其中美國的載機數就超過了1000架。