飞机空中加油是在加油机和受油机的共同配合下完成的。早期的空中加油设备简陋，由加油员手持加油管，对准受油口，依靠加油机与受油机的高度差（加油机在上方，受油机在下方）进行重力加油。后来研制成功了空中加油吊舱，使空中加油技术发展到一个新阶段，并实现了一架加油机同时给几架飞机（最多3架）加油、同型飞机相互之间加油。
一般情况下，使用插头锥套式加油设备时，加油速度为1500升/分左右；使用伸缩套管式加油设备时，加油速度最高可达6000升/分。在加油的过程中，受油机的飞行员主要精力集中在保持好飞行状态，使加油机和受油机之间的间隔、距离、高度差保持不变。
20世纪90年代以来，美国及欧洲一些国家加速改进其加油机。除换装新型发动机外，在加油技术上采用了自动加油管理系统和自动加油管结合系统。自动加油管理系统能使加油机迅速向受油机大量加油，同时又能保持最佳的重心位置和飞行状态，并由机载计算机来计算油箱阀门和油泵的最佳开关时机；自动加油管结合系统可替代伸缩管操纵员，受油机飞行员只要使飞机保持在加油机后面接合区的一定位置，加油机的结合系统就会自动捕捉住受油机的结合系统并实现加油管的接合。
空中加油除了用于民用飞机，还是空中力量的“倍增器”，是现代空中作战的重要保障手段，能对中远距离快速运送部队和装备起到至关重要的作用。