השימוש הראשון בכטב"ם ככלי נשק נעשה ככל הנראה על ידי האוסטרים בתאריך ה-22 באוגוסט 1849, אז שוגרו 200 כדורים פורחים חסרי טייס כנגד ונציה. הבלונים היו חמושים בפצצות ונשלטו על ידי מנגנון זמן.
בפברואר 1863 הוענק פטנט לצ'ארלס פרלי (Charles Perley) על עיצוב כלי טיס בלתי מאויש, שכלל בלון של אוויר חם שנשא סל המכיל מנגנון תזמון. משימת תקיפה בוצעה לראשונה על ידי כלים לא מאוישים במלחמת העולם הראשונה, כשפצצה מעופפת תוכננה ונבנתה עם מנגנון זמן שתלש את הכנפיים בנקודה כלשהי, וגרם לפצצה ליפול לקרקע.
במלחמת העולם השנייה.
בשנת 1943 בזמן מלחמת העולם השנייה, עשו היפנים שימוש בבלונים פורחים ככלי נשק. היפנים הסתמכו על זרמי הסילון שאמורים היו לסחוף את הבלונים עד לחופה המערבי של ארצות הברית ושם להתפוצץ. בעקבות זרמי רוחות חזקים ובעיות מכניות התרסקו כל הבלונים באוקיינוס השקט, למעט מספר קטן של בלונים ביניהם אחד שהגיע לגבול קנדה-ארצות הברית והרג פרה כאשר התפוצץ.
בעידן הכלים בעלי בקרה בחוג סגור (כלומר לא על פי זמן) הראשונים שפיתחו את הרעיון של כלי טיס ללא טייס היו הגרמנים, שהמציאו את הטיל המונחה הראשון: ה-V-1 ואחר כך את ה-V-2. ה-V-1 דמה יותר למטוס מאשר לרקטה והמניע לפיתוחו היה מחסור במפציצים ומטוסי קרב שיתקפו את בריטניה ובנות בריתה בשלהי המלחמה. לגרמנים גם היה מזל"ט צילום מבצעי
מודרני לחלוטין, מונחה רדיו, המשוגר ממסילה ונוחת באמצעות מצנח. המגבלה הייתה שהצילום התבצע על פילם שהוצנח לקרקע, לעומת שידור וידאו ברדיו כנהוג מאז שנות השישים מאוחרות.
בשנות החמישים, השישים והשבעים.
בארצות הברית פותחו מזל"טים מגוונים בשנות ה-50. סדרת ה"פיירבי" שפותחו על ידי חברת ראיין איירונאוטיקל שהמריאה לראשונה ב-1951. היו אלו מראשוני הכטב"מים בעלי הנעה סילונית, ומכטב"מי המטרה שנעשה בהם השימוש הנרחב ביותר שנבנו מעולם. את הפיירבי ניתן היה לשגר ממטוס באוויר, או ממשגר קרקעי עם מאיץ רקטי יחיד. בהמשך פותח דגם לצילום אוויר שנעשה בו שימוש במלחמת וייטנאם. כטבמ"י פיירבי נכנסו לשירות בארצות הברית, ישראל, סין ואיראן.
בהמשך פותחו סדרת מל"טים מדגם צ'אקר שיועדו לשמש מטרות אוויריות והטעיית סוללות טילי הנ"מ, שיוצרו על ידי נורת'רופ. ל-MQM-74A היה מבנה מחודד דמוי סיגר, כנפיים ישרות המותקנות במרכז הגוף, כונסי אוויר תחת הכנפיים מספקים אוויר למנוע הסילון של הצ'אקר, ותצורת זנב קונבנציונלית עם משטחי זנב מסודרים בצורת וי הפוך. טיסה ראשונה בסדרה זו בוצעה בשנת 1965. מל"טים אלו נשלטים מרחוק, מסוגלים להגיע למהירויות של עד למאך 0.86 ולגובה של מ-30 עד 40,000 רגל.
התעשייה הרוסית ייצרה מל"טים ומזל"טים החל משנות החמישים. היו אלו מטוסי סילון מסיביים, בעלי משקל גדול, מהירות גבוהה וטווח גדול. הסנונית הראשונה הייתה Lavochkin La-17. המל"ט המריא לראשונה בשנת 1953. משקלו המרבי היה 3 טון, מהירותו המרבית הייתה 900 קמ"ש וסייג הרום שלו עמד על 17 ק"מ. מל"ט זה יכול לשהות שעה באוויר. לאחריו היה הטופלוב Tu-123 שהמריא לראשונה ב-1960. מל"ט זה היה מיועד לטווח של עד 3,200 ק"מ, מהירותו המקסימלית הייתה 2,700 קמ"ש, ומשקלו המרבי עמד על 35.6 טון. דגם זה שהוצב בגבול המערבי של ברית המועצות עד 1979, היה בזבזני כיוון שהיה מתכלה בסיום הטיסה. בהמשך פותחו מספר דגמים סילוניים קטנים שיועדו לטווח טקטי. דגמים אלו היו Tupolev Tu-143 שטס לראשונה ב-1970, שמשקלו המרבי עמד על 1.2 טון, מהירותו המקסימלית הייתה 950 קמ"ש, וטווח הטיסה שלו היה 200 ק"מ. דגם זה זכה להצלחה, ונמסר/נמכר לבולגריה, צ'כוסלובקיה, הרפובליקה הצ'כית, רומניה, עיראק וסלובקיה. כיום מפעילים אותו רוסיה, קוריאה הצפונית, סוריה ואוקראינה. ודגם Tupolev Tu-141 שטיסתו הראשונה בוצעה ב-1974. משקלו המרבי עמד על 6.2 טון, וטווח הטיסה שלו היה 1,000 ק"מ. בתחילה מזל"טים אלו צילמו על סרטי צילום, בהמשך עברו לצילום דיגיטלי.
מזל"טים ומל"טים סילוניים היו בעלי בעיות רבות, כמו משקל רב, מהירות גבוהה מדי, בולטות, עלות גבוהה ועוד וכתוצאה מכך התפתח תחום שלם של מזל"טים בעלי מדחף. ישראל הייתה החלוצה בתחום זה, שהפך לתחום העיקרי בעולם. בישראל, הראשון שחשב על יישומים צבאיים לכלי טיס קטן הנשלט מרחוק באמצעות רדיו, היה שבתאי בריל, קצין בחיל המודיעין. הוא שכנע את רמ"ח איסוף, אברהם ארנן, להקצות 1,000 דולר לניסוי. הניסוי הראשון נערך על ידי בריל ואיש חיל האוויר שלמה ברק, בכפר סירקין והסתיים בהצלחה, ב-1969 בוצעו ניסויי צילום של עמדות מצריות וירדניות. במסגרת הלקחים שהופקו במלחמת יום כיפור ב-1973, לאחר שישראל הופתעה בתקיפה משולבת של כוחות המצרים והסורים, הוחלט במודיעין הישראלי לשפר את יכולות המודיעין בזמן אמת כדי למנוע הישנות של הפתעות מעין אלה.
הפתרון הוגדר בקווים כלליים בראשית 1975 – נדרש אמצעי לאיסוף טקטי של מודיעין בזמן אמת, שיכול לפעול במשך 50 שעות לפחות (או 10 משימות). פיתוח המזל"ט הראשון בעולם המערבי, סקאוט (Scout, כונה בצה"ל "זהבן") התבצע על ידי התעשייה האווירית בין השנים 1977–1981. הפרויקט נוהל על ידי שארלי אטאלי (דאז סמנכ"ל הנדסה) ודוד הררי (ראש הפרויקט).
מהירותו המרבית של הזהבן הייתה 160 קמ"ש, טווחו עמד על 100 ק"מ, משקלו המרבי היה 118 ק"ג, וזמן השהייה באוויר עמד על 7.5 שעות. כבר ב-1979 השתתפה יחידת הזהבן החדשה בתרגיל רחב-היקף להדמיית פעילות מבצעית.
במקביל לפיתוח הזהבן פותח גם המסטיף (כונה בצה"ל "סורק") מתוצרת תדיראן מערכות. ב-1978 נקלטו לראשונה מזל"טי הסורק בחיל האוויר הישראלי והחלו במשימות איסוף מודיעין בזמן אמת, בעיקר בחזית הצפון. השימוש המבצעי הבולט ביותר במזל"ט הסורק היה במהלך בשנת 1981, כאשר באמצעותו זוהו ואחר כך הושמדו סוללות הטילים הסוריות שהיו פרוסות בבקעת הלבנון וסיכנו את שליטת חיל האוויר במרחב האווירי בחזית הצפונית.
בשנות השמונים ואילך.
לאחר מבצע השמדת סוללות הטק"א בבקעת הלבנון, נדהמו בצה"ל מהתוצאות שסיפק ה"סורק", שהוכרז בתחקירי המבצע כבעל 'יכולת חסרת תקדים ומצילת חיים המספקת לכוחותינו את המידע המאפשר להתכונן ולצפות מראש את פעולות הצד שכנגד'. זמן קצר לאחר מכן, באוקטובר 1981, נמסר גם ה"זהבן" לצה"ל ושירת בו עד לשנת 2004.
ב-1982, בעת מלחמת לבנון הראשונה, הפעיל צה"ל שוב, באמצעות 2 טייסות מזל"טים - אחת שהופעלה על ידי חיל המודיעין, והשנייה - על ידי חיל האוויר, את שני סוגי המזל"טים שהיו ברשותו מעל דרום לבנון במגוון משימות סיוע לכוחות הקרקע והאוויר, כמו גם במשימות איסוף מודיעין בזמן אמת. במסגרת זו, סיפקו המזל"טים לחיל האוויר מבט קריטי בזמן אמת על איומים ומטרות כאחד ואיפשרו לטייסי הקרב לפגוע במטרות מטווחי ביטחון שכלל לא היו בקו הראייה של הטייסים.
באותה מלחמה הפעילה סוריה מזל"טים סובייטיים מדגם טופולב Tu-143, שחדרו למרחב האווירי של ישראל לצורך גיחות צילום ושבו בשלום לבסיסם.
הביצועים המרשימים של המזל"טים הישראלים עוררו עניין רב בארצות הברית וחוללו שיתוף פעולה נרחב בין ישראל לוושינגטון, לרבות רכישה של טייסת "סורק" בידי חיל הים האמריקאי - ששימשה לטובת אימונים והטמעה של שיטות הפעלה לכלים בלתי מאוישים. בשלב מאוחר יותר, פותחה גרסה משופרת של ה"זהבן", שנקראה פיוניר, אשר תוכננה במיוחד לפי דרישות חיל הים וחיל הנחתים האמריקאי - להם נדרשה פלטפורמה עמידה יותר, על טהרת החומרים המרוכבים ועמידים לשיתוך.
מזל"טים מדגמים ישראלים כגון RQ-2 פיוניר והאנטר (Hunter) נמכרו לזרועות השונות של צבא ארצות הברית, שם שימשו במלחמת המפרץ ומלחמת עיראק, כמו גם במלחמת קוסובו.
תשומת לב גוברת מצד מדינות אחרות הוביל למכירות של כטב"מים למספר לקוחות באירופה ובאסיה.
ב-1992 סופק לחיל האוויר כטב"מ מדור חדש, ה"סרצ'ר", שבהדרגה החליף את הזהבן – המזל"ט החדש עורר התלהבות גם בשווקים אחרים, בייחוד באסיה.
ב-1990 חיפשו השווייצרים מערכת בעלת יכולת הפעלה באזורי המראה/נחיתה מכוסי קרח, שלג או עשבייה. יכולת תע"א לבצע עיצובים לצרכים ספציפיים לפי דרישות הלקוח, הובילה בשנת 1995 לאספקת מערכות הריינג'ר(Ranger) לצבא שווייצריה. הפרויקט בוצע בשיתוף פעולה עם RUAG אירוספייס – חברה שווייצרית. המערכות הותאמו במיוחד לדרישות השווייצריות, על הפלטפורמות הורכבו "מגלשיים" במקום כני נסע, ניתן היה להכניס את מטע"ד היום/לילה לבטן המטוס כדי שיהיה מוגן בנחיתה. הצלחת הריינג'ר בשווייץ הובילה גם להתעניינות מצד פינלנד, ובשנת 2001 סופקו גם מספר מערכות למדינה הצפונית.
דוגמה נוספת לאספקת מערכות לפי דרישות מיוחדות של הלקוח היא כטב"מ ההאנטר (Hunter) שיוצר לפי דרישות האמריקאים בשנת 1992.
ההאנטר בעל שני מנועים לפי דרישתם של האמריקאים, הוכן לשיגור ונחיתה על מסלול קצר. הוא שוגר ממשגר ובנחיתה נבלם באמצעות כבלי עצירה עליהם המטוס נתפס בוו ייעודי.
כטב"ם ההאנטר הוא פלטפורמה שעודה מבצעית עבור צבא ארצות הברית.
בשנת 1987, עם ביטול תוכנית מטוס הלביא, הופנו חלק ממומחי התכנון וההנדסה של התע"א לכיוון של פיתוח מל"ט חדש שכונה "מחץ"(Heron). ב-1994 השתתף המחץ במשימה הקרבית הראשונה מעל דרום לבנון, ותמך ישירות בפיקוד הצפון.