20世紀初期當飛機剛剛問世時，在戰場上其作用隻是用來偵察對方的軍事情報，機上沒有武器裝備，更沒有專門的航空炮。敵對雙方的飛機在空中相遇時，飛行員隻是互相投擲石頭或用隨身攜帶的手槍進行射擊。
後來在第一次世界大戰中，由於作戰需要，首先將地麵機槍搬上了飛機；隨後，為滿足增大空中火力威力的要求，又將一些單發裝填的短管火炮裝在飛機上。但這些機槍和火炮顯然不能滿足空中作戰的需要。於是，很快出現了專用的航空炮。
目前，多數現代作戰飛機除裝備航空炮外，還裝備有空對空和空對地導彈，這無疑大大增強了現代飛機的作戰能力。但戰爭實踐證明，航空炮射速快，火力猛，不受電子幹擾，且價格便宜，仍是現代空戰中不可缺少的有效武器。
作戰飛機在空戰中時而要急轉翻滾，時而需包抄迂回……飛行員既要完成這些高難動作，又要瞄準射擊，這就要求機載火炮（航空炮）必須具有優越的作戰性能。
航空炮的體積一般較小，重量通常也隻有幾十到一百千克左右，僅為相同口徑的地麵火炮的正1／20。
航空炮的射擊幾乎是在做高難動作的同時進行的。這就要求它的操作要十分方便，且性能可靠，故障率低。如現代航空炮的瞄準、裝填、擊發等射擊過程基本實現了高度自動化，飛行員隻需按下發射按鈕即可完成。
現代空中格鬥為分秒之戰。要奪取空戰勝利，靠得是射彈飛行快、密度高、彈頭威力大，這是衡量航空炮性能的三項主要指標。目前，航空炮的初速一般為1000多米／秒，單管射速1000～1500發／分，口徑在20～30毫米之間，可發射多種炮彈，攻擊各種目標。
為增大航空炮的射速，美國於50年代中期研製成M61A1式20毫米航空炮。該炮為電動機或液壓馬達驅動的6管轉管式航空炮，采用電擊發，最大射速可達7200發／分，是目前世界上射速最快的航空炮。該炮於1957年開始裝備各種作戰飛機，現在16個國家和地區的飛機上使用，也是世界上生產最多、裝備最廣泛的航空炮之一。由於它性能先進，現已改進為陸、海、空三軍通用的多用途自動火炮。
為使現代航空炮適應不同作戰的需要，法國於1993年研製出一種可調節射速的M791B式30毫米航空炮。該炮采用轉膛導氣式工作原理，轉膛內設有7個彈膛，可根據作戰需要利用電控裝置調節射速，最大射速為2500發／分，是目前世界上單管射速最快的航空炮。它配用專門研製的30—790式全新係列彈藥，可發射燃燒榴彈、曳光穿甲彈、曳光脫殼穿甲彈等彈種，發射曳光脫殼穿甲彈時初速為1350米／秒，是目前世界上初速最大的一種航空炮。