Le ravitaillement en vol est une nécessité pour les vols très longs liés à certaines missions :
Deux systèmes concurrents existent pour l'avion ravitailleur, qui possède :
Les hélicoptères peuvent également être ravitaillés en vol, certains modèles disposent à cet effet d'une longue perche située au bas du fuselage et allant suffisamment loin devant l'appareil pour éviter que les pales du rotor principal n'interfèrent avec la tuyauterie du ravitailleur.
Le ravitailleur reste un avion des "arrières", auquel on ne demande pas de savoir opérer sur des terrains rustiques. Ils peuvent donc être dérivés d'avions de lignes civils, c'est la grande majorité des ravitailleurs moyens ou lourds.
Les avions ravitailleurs peuvent être de taille très différentes :
Cette dernière possibilité est en fait la seule solution pour les avions embarqués à bord de porte-avions et opérant en pleine mer, hors de portée des ravitailleurs basés à terre. Des exemples de ce type sont le Grumman A-6 Intruder (dont une version spécialisée dans ce rôle a été construite, mais dont la version de base est déjà capable) ou le F-18 Super Hornet.
On parle de buddy refuelling quand l'avion ravitailleur et l'avion ravitaillé sont de même type.
Boeing s'appuie sur son importante expérience dans le domaine (le KC-135 est généralement considéré comme le ravitailleur le plus réussi jamais produit).
Airbus est parvenu récemment à s'imposer comme une alternative crédible. Son produit phare s'appelle le MRTT : MultiRole Tanker Transporter.
Il s'agit d'une modification d'Airbus à large fuselage (A310 ou A330). L'avion se veut polyvalent : plutôt que d'acheter des ravitailleurs purs, qui servent très peu lorsqu'aucune opération militaire n'est en cours, la plupart des armées de l'air préfèrent des avions pouvant aussi servir au transport stratégique, aux voyages officiels, à l'évacuation sanitaire (rapatrier des blessés après un accident ou un attentat à l'étranger), etc.
Le Boeing 767 possède une telle polyvalence, mais les Airbus ont l'avantage d'un fuselage plus large.
Le 29 février 2008 EADS était parvenu à imposer son A330 MRTT aux Américains qui l'avaient adopté aux dépens de Boeing pour remplacer la flotte des KC-135 à partir de 2013. Le Sénat des États-Unis a cependant suspendu cette décision et les négociations sont toujours en cours.
Iliouchine produit une version ravitailleurs de l'Il-76, le Il-78. Bien que la conception de la cellule soit ancienne, cet avion est maintenant disponible avec des moteurs modernes et a des performances honorables.
L'Algérie, l'Inde et la Chine en utilisent et ont récemment acquis de nouveaux exemplaires.
Des pays pourraient choisir de ne s'adresser à aucun de ces constructeurs, et plutôt de faire transformer des avions de lignes d'occasion par de tierces compagnies.
Bien des gros porteurs de première génération (Tristar, DC-10, A300, voire 747-100) sont maintenant retirés des lignes aériennes et disponibles sur le marché de l'occasion à bon prix. Des compagnies de sous-traitances aéronautiques peuvent les convertir en ravitailleurs.
Les inconvénients de cette solution sont que les avions ont déjà beaucoup d'heures de vol, et ne serviront donc pas aussi longtemps, et qu'ils consomment plus de carburant que les nouveaux appareils.