自从美国建成核潜艇后，美海军认识到核动力优越性后，决定研制核动力航母。
1961年11月，世界上第一艘核动力航母“企业”号建成服役。美国的“企业”号航母上装备核动力装置，使航空母舰具有更大的机动性和惊人的续航力，更换一次核燃料可连续航行10年。而且，它可以高速地驶往世界上任何一个海域。“企业”号核动力航母的问世，使航空母舰的发展进入新纪元。
美国在“企业”号核动力航空母舰基础上又发展了“尼米兹”级核动力航空母舰，这是继“企业”号核航母之后，为美国第二代核动力航空母舰。它的首制舰是“尼米兹”号，于1975年5月建成、服役。它的标准排水量72916吨，舰长332.9米，宽40.8米，舰上装有2座核反应堆和4台蒸汽轮机，航速30节以上，装填一次核燃料可持续使用13年，航程可达到100万海里。舰上可搭载90架各种类型战机，最大舰载机数量超过一百架。
尼米兹级是美国海军大型核动力航空母舰，舷号自CVN-68至CVN-77，共计建造十艘。从二十世纪六十年代开始设计建造，直到二十一世纪初，尼米兹级一直是美国海上力量和全球战略的支柱。
现在，美国正在发展和建造福特级核动力航空母舰，它是在尼米兹级核动力航空母舰发展起来的。美国拥有世界上最多的和最大的航空母舰，并拥有“企业”级、“尼米兹”级大型核航母，美国是当今世界上航母力量最强大的国家，美国的核航母技术仍处于世界领先地位。
核动力航母的研制包括五大技术：即舰载机、母舰总体、核动力装置、飞机起降装置（含弹射器、阻拦装置、升降装置等）、航空管制与光电引导着舰控制系统。