艦隊航空隊
草創期
イギリスの海軍航空は1909年、軍用飛行船の建造で始まった。イギリス海軍はその最初のパイロットを1911年に誕生させたが、1912年5月、海軍および陸軍の航空部隊は統合されてイギリス軍航空隊（Royal Flying Corps、RFC）となった。RFCは陸軍ウィングと海軍ウィングで構成されたが、1914年７月、海軍省は海軍ウィングを独立させて自らの下部組織とし、イギリス海軍航空隊（Royal Naval Air Service、RNAS）と改称した。
1914年8月に第一次世界大戦が勃発したとき、RNASが所有していた航空機は、海軍脱退後のRFCより多かった。RNASの主要な任務は艦隊偵察であり、敵の軍艦・潜水艦を沿岸に捜索することであり、また敵国の沿岸領域を攻撃し、かつイギリスを敵の空襲から守ることであって、そのために西部戦線に沿って展開した。1918年4月、RNAS（この時点で67,000人の将兵、2,949機の航空機、103隻の飛行船、126の沿岸基地を持っていた）はイギリス陸軍航空隊と合併してイギリス空軍となった。
艦隊航空隊
1924年4月1日に、イギリス空軍のうち航空母艦やその他の戦闘艦艇から作戦を行う部隊によりイギリス空軍艦隊航空隊が編成された。1939年5月24日、艦隊航空隊はサー・トーマス・インスキップの指揮下、海軍省の管轄に戻されてイギリス海軍航空部（the Air Branch of the Royal Navy）と改名された。第二次世界大戦開始時、艦隊航空隊は20個飛行隊とわずか232機の航空機を保有しているだけだったが、終結時には世界的に展開して59隻の航空母艦、3,700機の航空機、72,000人の将兵と56の基地を持つに至っていた。航空母艦は戦艦に取って代わって艦隊の主力艦となり、その搭載機は主たる攻撃手段となっていた。
戦後の歴史
戦後、FAAは、ジェット機を航空母艦から運用する必要があった。当時のジェット機は低速ではプロペラ機よりかなり実用性で劣り、一方、プロペラ機はジェット機が飛行するような高速ではジェット機と効果的に戦うことができなかった。FAAは1940年代後期に最初のジェット機であるシーバンパイアを取得した。シーバンパイアは航空母艦からの発着艦を記録した最初のジェット機となった。FAAは新式のジェット機と並行して高出力のプロペラ機を使い続け、そのため朝鮮戦争の時期には戦力的に見劣りするものになっていた。とはいえまだジェット機はプロペラ機を完全に圧倒してはおらず、対地攻撃機ホーカー シーフューリーの1個小隊が1機のミグ15を戦闘で撃墜し、他にも損害与えた例がある。
ジェット機が次第に大型化し、かつ高出力・高速化したため、離着艦により多くのスペースが必要となった。アメリカ海軍は単純に超大型の空母を作ることでこれに対応したが、イギリス海軍は戦後建造の大型空母はわずかしか保有しておらず、それ以外の解決方法を模索していた。この問題は、飛行甲板を中心線から角度をつけることで着艦の際の進路から前甲板の駐機部分を外し、クリアにするというイギリス海軍のアイデアで一部解決された。もうひとつのイギリスの発明はフレネルレンズ式光学着艦補助装置で、これは甲板への最終アプローチを行っている航空機に正確な光学的誘導を提供するものであった。3つめのイギリス海軍の発明は大きく重い航空機にも使用できる蒸気圧式のカタパルトの使用であった。これらのシステムはいずれもアメリカ海軍にも採用された。
大型で重い航空機の引退に伴い、どのような大きさの艦船からも作戦できるホーカー・シドレー シーハリアーVTOL機が導入された。1960年代におけるイギリスの軍備削減は、イギリス海軍のすべての航空母艦のキャンセルにつながったが、新しい巡洋艦サイズのインヴィンシブル級航空母艦が作られ、シーハリアーを搭載して任務に就いた。インヴィンシブル級には前方に向けて上向きに反った飛行甲板が備えられて飛行機を上向きに発進させるようになっており、重装備のハリアーが発艦するのを可能にしていた。このシステムは1982年のフォークランド紛争で大いに活用された。
ヘリコプターも1960年代以降、重要な戦闘用航空機となってきた。最初は固定翼機と一緒に空母に搭載されていたが、やがてより小型の戦闘艦にも展開されるようになった。現在では、フリゲート以上の大きさを持つ艦船には少なくとも1機のヘリコプターが搭載されている。イギリス海軍の水上戦闘艦の搭載ヘリコプターはほとんどがリンクスHAS3またはHMA8であった。これらのリンクスは対潜戦と対水上艦戦を主たる任務としている。シースクア対艦ミサイルを発射でき、それは1991年の湾岸戦争におけるイラク海軍との戦闘にも使用された。また対潜戦の場合には機関銃に加えてスティングレイ空中発射魚雷や爆雷を装備することも出来る。リンクスは当初、シーキングを搭載するには小さすぎる水上戦闘艦用にと考えられたが、最終的に大部分の水上艦に搭載された。またコマンド（輸送型シーキング）とHMSアーガイルから発進したリンクス HMA Mk 8はシエラレオネの反乱軍鎮圧作戦を支援した。
シーハリアーはその後、イギリスの国防予算削減の影響や、統合運用の進展で全て退役し、代わりにイギリス空軍とイギリス海軍合同で2000年に編成された「統合ハリアー部隊」によって、イギリス空軍のハリアー GR.7/9が必要に応じて空母に派遣される形で配備・運用された。2004年にFAAでシーハリアーを運用していた第800飛行隊は解散した。また第801飛行隊も2006年3月28日、ヨービルトン基地で解散した。第800と801の海軍飛行隊は合体して海軍打撃航空団（Naval Strike Wing）が編成されている。2010年、統合ハリアー部隊はその運用を終了した。イギリス海軍では2011年現在、2隻の新しい航空母艦を建造中であり、ロッキード・マーティン社のF-35 B（STOVL)を運用する予定である。
イギリス海軍予備隊・航空部門
1938年、海軍省艦隊命令2885は、イギリス海軍予備隊（RNR）に航空部門を編成することを発表した。33人の未婚の男性が18ヵ月のフルタイムの飛行訓練の契約にサインしたが、これら初の志願者が部隊を編成する前にイギリスは戦争に突入した。
1945年の第二次大戦終結時、イギリス海軍志願予備隊（RNVR）航空部門（RNVR（A））は総勢46,000人の勢力を有し、そのうち搭乗員は8,000人以上を数えていた。戦後は、RNVR（A）は12個の予備飛行隊で構成され、地域ごとに航空師団としてまとめられていた。しかし、1957年の国防費削減によって、5個の航空師団は解散され、また翌年にはRNVRはRNRに統合された。
RNR航空部門は1980年7月16日にヨービルトン海軍航空基地で編成され、直ちに、38人の搭乗員経験者の再教育訓練が開始された。現在、航空部門は経験を有するおよそ250人の将兵で構成されており、艦隊航空隊をサポートしてすべての航空任務をカバーしている。
使用機種
FAAは固定翼機と回転翼機を運用する。FAAは空軍と同じ命名法を使用している。
FAAの固定翼機で最も有名なのはシーハリアー FA2であった。その主たる任務はAMRAAMミサイルを使用した艦隊防空戦闘であったが、爆弾を使って攻撃や敵防空の抑止作戦を行うこともあった。FAAにおけるこの任務は、シーハリアー退役後は地上攻撃専用型であるハリアー GR7/GR9によって交替されていた。後継としてイギリス海軍は空軍と共同でF-35B ライトニングIIを導入過程にある。F-35Bはクイーン・エリザベス級航空母艦から運用される。同級は前級の約3倍の大きさを持ち、固定翼機とヘリコプター合わせて約40機を搭載する。
操縦士の訓練にはグロプ チューターが使われる。またホーク T1も運用され、訓練の際の敵機の役割をもって、たとえばAEWの戦闘機管制訓練や、艦載機パイロットのための空対空戦闘訓練などに使用されている。観測員の訓練はジェットストリーム T2退役後ビーチクラフト キングエア350で行われている。
現在ではFAAの過半を回転翼機部隊が占めている。運用されるヘリコプターそれぞれの機種の中には異なる任務を遂行するいくつかの派生型が存在する。
現在艦隊で最も古い回転翼機はウェストランド シーキングである。対潜型のHAS6を中心に各種の派生型が運用された。シーキングHC4はイギリス海兵隊を支援して中程度の貨物と部隊の輸送に使用され、多目的型のHAS6(CR)も併用された。シーキング HU5は捜索・救出機である。またASaC7はイギリス艦隊の空母に搭載されて空中早期警戒任務に従事する。 
シーキング後継としてアグスタウェストランド マーリンが導入された。マーリンHM2は対潜戦（ASW）の任務をシーキングHAS6から引き継ぎ、イギリス海軍の航空母艦やそれ以外の若干の水上艦に配備されている。シーキングHC4後継の輸送型HC.3/HC.3Aは当初空軍に所属していたが2014年に海軍所属に変更されている。またマーリンは、クイーン・エリザベス級におけるシーキングASaC7に代わるAEW任務の後継機としても選定された。
より小型のウェストランド リンクス後継としてフューチャーリンクスと当初呼ばれていたワイルドキャットが導入されている。ワイルドキャットHMA.2は艦載多用途型である。AH.1はマーリンHC.3/HC.3Aとともにコマンドーヘリコプター部隊の一部であり、イギリス海兵隊第3コマンドー旅団を支援している。
回転翼機のパイロットはショーベリー空軍基地にある国防ヘリコプター飛行学校（Defence Helicopter Flying School）で訓練を受ける。国防ヘリコプター飛行学校は、海軍を含む軍人と民間人のインストラクターからなる三軍共同組織であり、基礎的な飛行から、計器飛行・航法・編隊飛行・指揮といった高度な飛行技術まで教育する。