KC-46A为F-35战机进行空中加油。

随着信息化技术的迅猛发展，新一代空中加油机也非常重视信息化水平的提高。信息化、智能化不断提升，降低人员的负担和减少低级失误的同时，还能更好完成作战任务。KC-46A加油机座舱内使用大量新型电子设备，使机组人员可以通过显示屏优化飞行参数，直接进行指挥，提高作战机动性。此外还装备了远程视觉系统(RVS)，操作人员可以坐在舱内远程控制加油杆进行加油，这也是早期KC-135没有的功能。
空中加油机既然是战略空军的必备装备，其自然也会成为敌人想方设法攻击的目标，隐身战机、远程空空导弹等新式武器以及“穿透性制空”新空中作战概念的出现，使空中加油机的生存能力受到的挑战也越来越大。以往空中加油机通常配备了雷达和导弹逼近告警装置，遭遇威胁时用箔条或红外干扰弹进行自卫，但这些自卫设备在当下已经无法满足要求，因此，新一代空中加油机开始考虑或已经装备主动红外干扰系统和电磁脉冲装置，未来还考虑加装高能激光武器系统，用于摧毁来袭的导弹。美军“自卫式高能激光演示器先进技术演示计划”（SHiELD）于2019年4月23日进行了测试。当时“激光武器系统演示器”，击落了飞行中的几枚空空导弹。提高加油机的隐身性也能提高空中加油机的生存能力，美国一些公司也曾提出相应方案，但由于成本过高，没有得到客户的认可。

MQ-25舰载无人加油机。

无人机技术的发展以及新作战概念的提出催生了无人空中加油机。无人空中加油机可以在更加前沿的作战区域执行任务，即使被击落也没有人员损失。因此，空中加油机除了向大型化、智能化和多用途化发展，无人化也是技术发展趋势之一。
美国目前正在测试MQ-25舰载无人空中加油机，去年6月，该机成功伸出空中加油软管，并将燃料安全注入美国海军的一架F/A-18F“超级大黄蜂”战斗机。根据项目规划，美国海军预计购买72架MQ-25“黄貂鱼”舰载无人机加油机。美国海军要求加油机可负载13.6吨燃油从航母甲板起飞，在距航母500海里（926千米）位置为有人战机加油，使战斗机有效打击范围增加555千米-740千米，可为4-6架现役主力舰载机进行空中加油。