1921年一天，富于冒险而又充满想象力的美国人威利·梅伊把一个装有5加仑航空汽油的罐子绑在背上，从一架林肯型飞机的机翼上，爬到另一架飞行的JN-24型珍妮飞机的机翼，并运动到其发动机旁，将油罐中的航空汽油倒进发动机燃料箱，从而成功地完成了第一次空中加油。从此，开始了人类对空中加油技术的开发。
1923年，美国陆军的一架单引擎DH-4B飞机，在飞行中由另一架同型飞机，用人工操作，以软管自流的方式进行了两次加油，从而开始了真正意义上的空中加油。
经过70多年的研究和实践，空中加油技术日益成熟和完善，应用范围也越来越广泛。空中加油机已从活塞式飞机发展到涡轮螺旋桨飞机，继而发展为喷气式飞机；加油机供油量从数千升增加到10多万升。
受油机遍及歼击机、强击机、轰炸机、预警机、巡逻机、运输机、侦察机和直升机等诸多机种。目前，能生产加油机的国家为美、英、俄、法、中五国，世界上拥有空中加油机的国家有20余个，共装备10余种型号的加油机1000余架，装有受油装置的飞机约11000多架。
未来空中加油技术发展的重点是，克服机翼振动、阵风和空气涡流对输油管稳定性的影响；完善计算机控制技术及摄像监控显示技术。空中加油机的发展趋势是，发展大型加油机和运输加油两用型飞机；用最新技术改进完善现有加油机，实现更新换代；提高加油机的自动化程度和生存能力；注重新型加油机的研制与技术储备。同时，在研制新型战斗机时一并考虑其加受油能力。