Главным техническим достижением в конструкции авианосцев во время Второй мировой войны стала гидравлическая катапульта, но ее мощности едва хватало для запуска более тяжелых реактивных самолетов, поступивших на вооружение после 1945 года. Проблема была решена в 1951 году, когда британцы впервые испытали эффективную катапульту, приводимую в движение паром из котлов корабля.
Реактивные самолеты приземляются на гораздо более высоких скоростях, чем винтовые, что потребовало установки более совершенных удерживающих устройств. Кроме того, необходимо было улучшить управление посадкой, поскольку приближающийся пилот должен был принимать ответственные решения гораздо быстрее. Как и в случае с паровой катапультой, британцы предложили решение в виде наклонной палубы и зеркального (позже — с линзой Френеля) посадочного прицела. Построив удлинение полетной палубы с одной стороны и наклонив посадочную полосу на это удлинение, британская система позволяла пилоту садиться в стороне от самолетов, припаркованных в конце полетной палубы. Если приземляющийся самолет промахивался мимо удерживающих тросов, пилот мог улететь и повторить попытку. Таким образом, ошибки становились гораздо менее серьезными.
Зеркальный посадочный прицел, по сути, позволял пилотам видеть свое собственное положение относительно требуемой траектории глиссады и мгновенно вносить коррективы. Ранее офицер на палубе, наблюдая за посадкой, обычно отдавал приказ о внесении поправок.
К 1955 году появился современный реактивный авианосец, оснащенный паровыми катапультами, наклонной палубой и системой зеркальной посадки. Первым полноценным реактивным авианосцем стал USS Forrestal, введенный в строй в 1955 году. 60 000-тонный авианосец «Форрестал» был построен с прямоугольными надстройками в задней части полетной палубы; они значительно расширили палубу и позволили просто покрасить угловую посадочную полосу, а не выводить ее за борт. Лифты были перенесены к краю полетной палубы, чтобы они могли работать во время посадки и взлета самолетов.
Первый атомный авианосец, USS Enterprise, был введен в эксплуатацию в 1961 году. Он был оснащен восемью ядерными реакторами и проплавал более трех лет, прежде чем потребовалась дозаправка. Вес «Энтерпрайза» составлял 75 700 тонн, он вмещал 100 реактивных самолетов и мог развивать скорость более 30 узлов. Начиная с 1975 года, на смену «Энтерпрайзу» пришли 10 авианосцев класса «Нимиц». Эти 81 600-тонные корабли оснащались только двумя ядерными реакторами, но развивали скорость, сравнимую с «Энтерпрайзом», а их урановые активные зоны требовали замены лишь раз в 13 лет. Меньшая двигательная установка позволила увеличить пространство для хранения авиационного топлива, что значительно расширило возможности эксплуатации 90 самолетов, размещенных на этих кораблях.
Последний авианосец Nimitz был введен в эксплуатацию в 2009 году, и в том же году был заложен киль для первого авианосца класса Gerald R. Ford. USS Gerald R. Ford, первый корабль класса, был передан ВМС США в 2017 году с отставанием от графика более чем на два с половиной года и превышением бюджета почти на 3 миллиарда долларов. Авианосцы класса Ford были примерно того же размера, что и авианосцы Nimitz, но различные технологические усовершенствования позволили сократить число членов экипажа до 2500 человек (по сравнению с 3250 членами экипажа авианосца Nimitz). Выработка электроэнергии на борту была значительно увеличена по сравнению с авианосцами типа «Нимиц», в основном для того, чтобы использовать революционную электромагнитную систему запуска самолетов, или EMALS. EMALS заменила классическую катапульту с паровым двигателем на «линейный синхронный двигатель» длиной 100 метров (330 футов) — электродвигатель, содержащий серию магнитных катушек, которые ускоряли пусковую установку и соединяли самолеты на палубе авианосца. Электромагнитный запуск снижал нагрузку на самолеты и пусковые механизмы; кроме того, энергия, вырабатываемая системой, могла быть адаптирована к самолетам разного веса. На электромагнитах также были основаны и удерживающие устройства.
Предполагается, что срок службы крупных американских авианосцев составит 50 лет, и за это время расходы на строительство и эксплуатацию могут исчисляться десятками миллиардов долларов. Такие затраты делают крупные авианосцы недоступными для всех, кроме самых богатых стран или тех, кто готов тратить огромные суммы на обеспечение военной безопасности или международного престижа. В 1970-х и 80-х годах Советский Союз рассматривал возможность строительства крупных атомных авианосцев, подобных американским. Киль первого такого корабля был заложен в 1988 году, но после распада Советского Союза в 1991 году недостроенное судно было отправлено на слом. В 2001 году на вооружение французского флота поступил 38 000-тонный атомоход «Шарль де Голль», рассчитанный на 40 самолетов. После этого Франция отказалась от планов строительства новых атомных авианосцев, хотя и оставила открытой возможность строительства авианосца с обычной катапультой в дополнение к своему атомному авианосцу.
