日本国政府専用機
運用機材の更新
各国での政府専用機に相当する航空機の採用状況をみると、ボーイング747-400やエアバスA340など、非常に高価なワイドボディ新型機を新規に購入した例は、航空機製造国以外では極わずかな国家のみであり、日本やブルネイ、カタールなどに限定される。
実際、航空機製造国（アメリカやEUやロシア、フランスやドイツなど）は、自国製の新造機を政府専用機としている。しかしそれに対し航空機製造国以外（その他多くの国）はボーイング ビジネスジェットやエアバス・コーポレート・ジェットなどの中型機を導入したり、民間からボーイング757やボーイング727などの中古の中・小型機またはボーイング747-SPなどの中古のワイドボディ機を買い上げて改造したりする例が多い。
その一方、2000年頃からは政府専用機にも小型化の傾向が見られている。その理由は、短い滑走路を持つ地方の空港からでも容易に離着陸できるなど、小振りの機種が汎用性においてより優れた選択肢となったためである。その背景には、中・小型機の航続距離、双発機（ボーイング737、ボーイング777、エアバスA330、ボーイング787など）の燃費やETOPSなどが飛躍的に向上した事実がある。
実際の大型機の運用においても、運用自体が中途半端なものとなり、警備上の問題や経済性の低さなどが生じることも指摘されるようになっている。この指摘の根拠には、ボーイング747が安全な離着陸を行うためには最短でも2,500から2,750m以上の滑走路が必要であり、そのような条件を満たす滑走路を持つ空港が、大都市の国際空港や空軍基地に限られてしまうことが挙げられている。その点、ボーイング737-600以降の新型機種などでは、2,000mの滑走路があれば余裕を持って離着陸できるため、運用できる空港が非常に多くなる。
なお、2008年（平成20年）10月17日付の産経新聞は、三菱重工業が開発中の日本製小型旅客機「MRJ」（現：Mitsubishi SpaceJet）を10機発注する予想を報じた。MRJはボーイング737よりさらに小型で燃料効率がよいとされ、また開発に関して国が補助金を出していることから販売を促進する目的も兼ねている。ただし、MRJは太平洋無着陸横断飛行などの長距離洋上飛行ができない。したがって、仮にMRJが政府専用機として使用されるとしても、日本国内および近距離の外国渡航用といった、補助的な役割に留まるものと考えられている。
2010年、日本航空の経営再建のため、同社のボーイング747が全機退役するのに伴い、整備面での問題が浮上した。2019年以降は同社で整備を受けられなくなるため、後継機の選択を実施しなければならなくなった（下記「運航および整備の委託」の項を参照）。
2013年8月には、前述の通り2018年度末をもって現用の2機を退役させる方針が明らかにされている。新たな政府専用機の候補としては複数の報道によりボーイング777・787、エアバスA350 XWBが挙がっており、2019年の導入に向け機種を選定するとしていた。。2014年4月になって飛行性能に加えて日米同盟の関係強化に向けた姿勢などを重視し、導入後のメンテナンス委託先も確保しやすいことからボーイング777を導入する方向で最終調整していることが報道された。なお、選定候補に挙がっていたボーイング787は機内空間の狭さ、エアバスA350は現行機がボーイング製という継続性と日米安保同盟という外交的政治判断によって、選定から外れている。
2014年8月12日、日本国政府はボーイング747-400の後継機として、ボーイング777-300ERを選定し、機体整備は全日本空輸に委託されることを明らかにした。
2018年8月1日、航空幕僚監部は政府専用機（ボーイング747-400）の運用終了を前に、この機材の処分に関する情報提供の募集を開始した。
2018年8月17日、午前7時ごろに新機材が北海道の新千歳空港に到着した。
2019年4月1日、旧型機「B747-400」が退役し、新型機「B777-300ER」が就航した。
用途廃止後
初代専用機は貴賓室や自衛隊専用の機器を取り外した後、入札によりエンビプロ・ホールディングス傘下の株式会社エコネコルに売却された。日本経済新聞によると1機約7億円。この機体は海外に売却され、2019年8月、航空機の中古市場において、2機のうち1機が2,800万米ドル（約30億円）で売りに出された。
運航および整備の委託
政府専用機は航空自衛隊千歳基地に所属する自衛隊機であるが、通常は千歳基地と誘導路で繋がっている新千歳空港の専用ハンガーに格納されている。
以前は一括して、日本航空とそのグループ企業が国際線運航とサービスの経験の豊富さから、政府専用機の国内外における運航ハンドリングおよび機体整備を、2017年（平成29年）現在でも世界各地において行っているほか、機内サービスを行う特別空中輸送員の訓練も受託していた。しかし、会社更生法適用による機材の効率化、老朽化および燃費効率の悪さを理由として、日本航空は2011年（平成23年）3月1日をもってボーイング747機を全機退役させた。この結果、同型向けの資材や人員を引き続き保持する見込みがなくなったことから、数年後には整備を受けられなくなる見通しとなった。このため2010年（平成22年）12月より、ボーイング747-400F（貨物）型機を運航し、同型機最終受領が遅く、当面の運用が見込まれる日本貨物航空に、本機に携わる航空自衛官の民間免許取得支援業務を委託した。
後継機となるボーイング777-300ERの機体整備は全日本空輸に委託される。
ヒッチハイク外交
カナダの保養地であるカルガリー郊外のカナナスキスで行われた第28回主要国首脳会議を終えた2002年（平成14年）6月28日に、ドイツのゲアハルト・シュレーダー首相と秘書官・警護員ら5人が小泉純一郎首相帰途の日本国政府専用機に同乗して来日した。翌々30日に横浜国際総合競技場で行われる2002 FIFAワールドカップの決勝・ブラジル対ドイツ戦を控え、「この観戦に間に合うよう、ぜひ相乗りで行かせて欲しい」というドイツ側からの異例の要請を日本側が受諾したものである。
シュレーダー首相夫人が急用のため政府専用機で先に帰国してしまったため当のシュレーダー首相は政府専用機が使えず、かと言って民間機のチャーターではどうしても決勝戦のキック・オフに間に合わない、との判断から異例の要請に至ったが、小泉首相としては当初断るつもりだったという。だが、事情を察知したフランスのジャック・シラク大統領からも乗せてあげるよう口添えがあったことや、搭乗するのは（シュレーダー）首相以下5人だけ、という説明もあり、最終的には小泉首相の判断で許可した。
約10時間の飛行中、機内ではくつろいだ雰囲気の中で日独首脳会談（「ヒッチハイク外交」外務省）が行われたほか、両首脳は食事を共にしながら四方山話に花が咲いたという。小泉首相は執務室をシュレーダーに譲り、自らは安倍晋三が使う予定であった官房副長官用の個室で休息した。
一国の首脳が他国の政府専用機に同乗して長時間に亘り移動する行為は、外交プロトコル上の変則であることは言うに及ばず、危機管理の面から見ても異例なこと であり、日本政府専用機ではこのシュレーダーの便乗が唯一の例、しかも例外中の例外としている。
ドイツ政府も元東ドイツのインターフルーク所有機であったエアバスA310-300（コンラート・アデナウアー）を政府要人専用機として保有しており、シュレーダーは同機でカルガリー入りしている。A310-300にはカナダ太平洋岸やアラスカなどで1回の給油を行えば羽田まで難なく飛ぶだけの航続距離があるはずだが、この相乗りの背景にある詳細な事情が説明されることは一切なかった。
副務機の活用
前述の通り政府専用機は、通常は任務機と副務機の2機体制で運航している。基本的に副務機は任務機に何らかの問題が発生した場合に任務機に替わり乗客を輸送するためのものであり、通常乗客が搭乗した状態では運航されないが、ときには特殊な事情で副務機に乗客を搭乗させるケースがある。
2004年5月には、北朝鮮による日本人拉致問題に関連して、2002年に日本に帰国していた蓮池薫夫妻・地村保志夫妻の子供5人を日本に帰国させる際に、副務機を使用した事例がある。
2009年4月には、タイ中部のパタヤで開かれる予定だった東南アジア諸国連合(ASEAN)の会議に出席するため、麻生太郎首相が政府専用機でパタヤ入りしたが、反政府派による暴動のため会議が中止されたのみならず、タイ政府による非常事態宣言が出され安全確保に問題が生じる事態となったため、当初民間機で帰国する予定だった日本政府の関係職員らを急遽帰国させるために副務機が活用された。
2012年からの第2次安倍内閣の地球儀外交においては、経済ミッションのために、日本経済団体連合会会長を始めとする、企業関係者の移動に副務機が活用された。
2016年9月には任務機が飛行中にバードストライクに見舞われ、キューバから日本へ帰国中の安倍晋三首相がサンフランシスコにて副務機に乗り替えて帰国した。
その他の要人輸送機
政府専用機とほぼ同時期に購入したフランス製のアエロスパシアルAS332Lヘリコプター（陸上自衛隊が運用・のちにユーロコプター EC225LPへ更新）があり、近・中距離移動に用いられている。また航空自衛隊の多用途支援機のガルフストリーム・エアロスペースU-4（ガルフストリーム IV）も日本国内の高速移動に使用されている。
なお、このU-4であるが、2008年8月には福田康夫首相（当時）が8日に北京オリンピックの開会式に出席のために中華人民共和国・北京市に赴き、その翌日の8月9日の長崎原爆の日の平和式典に出席する日程であったことから、深夜の日中両国間を移動する手段として使われたことがある。
1994年2月の小笠原行幸啓では、目的地に飛行場が無く船舶では時間がかかるため海上自衛隊のUS-1Aが使用された。