Rất nhiều nước trên thế giới đang sở hữu tàu sân bay với những kích thước và công nghệ khác nhau, tuy nhiên, nhìn chung nó sẽ được chia thành 3 loại cơ bản dựa theo cách cất cánh của chiến đấu cơ trên boong tàu sân bay là CATOBAR, STOBAR và STOL.
CATOBAR (Catapult Assisted Take-Off, Barrier Assisted Recovery): Các máy bay loại này đều có boong phẳng, trong đó máy bay khi cất cánh vẫn chạy đà như kiểu thông thường nhưng được hỗ trợ bởi máy phóng phi cơ và khi hạ cánh thì nó được giảm tốc bằng thiết bị bắt và hãm máy bay.
Các tàu sân bay của Mỹ được lắp đặt 4 hệ thống phóng máy bay bằng hơi nước, trên tầu sân bay của Pháp được lắp 2 máy phóng máy bay bằng hơi nước loại S-13, có khả năng trong vòng 2,5s đẩy máy bay có trọng tải cất cánh 35 tấn đạt tốc độ đến 300km/h. Tầu sân bay của Brazin San Paulo, tên gọi khi ở Pháp là Foch cũng sử dụng hệ thống này.
Các hệ thống phóng máy bay khiến tàu sân bay hỗ trợ được nhiều chiến đấu cơ cất cánh cùng lúc, kể cả các loại máy bay hạng nặng. Hầu hết các tàu CATOBAR đều chạy bằng năng lượng hạt nhân.
STOBAR (Short Take-Off, Barrier Assisted Recovery): Đây là loại tàu sân bay có phần mũi vểnh lên phía trên để hỗ trợ cho máy bay cất cánh, trong khi hạ cánh thì máy bay cũng được giúp sức bằng hệ thống bắt và hãm máy bay. Những mẫu tàu sân bay điển hình của kiểu này này tàu Đô đốc hải quân Kuznetsov, tầu sân bay của Ấn Độ hoặc tầu Liêu Ninh của Trung Quốc.
Kiểu tàu sân bay này chứa các công nghệ đơn giản và dễ vận hành hơn như những tàu CATOBAR, nhưng nó chỉ hỗ trợ được cho các máy bay chiến đấu hạng nhẹ.
STOVL (Short Take-Off and Landing): Đây là kiểu tàu sân bay boong phẳng nhưng không có máy phóng máy bay. Các máy bay chiến đấu xuất kích từ đây phải có khả năng cất cánh ở đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng. Loại tàu sân bay này có chi phí rẻ và kích cỡ nhỏ hơn 2 loại CATOBAR và STOBAR. Một vài ví dụ của nó có thể kể đến như tàu sân bay của Anh "Invincible", "Prince of Asturias" của Tây Ban Nha, tầu sân bay "Cavour" và "Garibaldi" của Italia và tầu "Chakri Narubet" của Thái Lan.