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  第一座飛行甲板是一條建在軍艦前甲板上的木製傾斜坡道。美國海軍的尤金‧布林頓·埃利是史上第一個從軍艦上起飛的飛行員,他於1910年11月14日從伯明翰號偵查巡洋艦上起飛。1911年1月18日,埃利首次使用著艦鉤系統,將柯蒂斯D型飛機降落在停泊於舊金山灣的賓夕法尼亞號裝甲巡洋艦的平臺上,該系統是由飛行員兼海軍工程師休·羅賓遜設計製造。 伊利告訴記者:“這很容易。我認為這個技巧在十次中可以成功九次。”在1912年5月4日,查爾斯·拉姆尼·薩姆森海軍中校成功的從移動中的軍艦起飛。他駕駛蕭特兄弟蕭特兄弟S.27型飛機從希伯尼亞號戰艦起飛,當時的速度為10.5節。早期飛機的起飛速度並不高,因此當母艦逆風航行時,飛機就可輕易的經由短距離加速而起飛。1917年,可拆除式的「起飛平臺」首次裝在反擊號戰鬥巡洋艦上,之後其他戰列艦和巡洋艦也採用,使得飛機可以從軍艦上起飛進行偵察任務,然而這些飛機並不能降落在母艦上。  埃德溫·哈里斯·鄧寧在1917年8月2日成功的駕駛索普威斯航空公司的幼犬式戰鬥機降落在暴怒號戰鬥巡洋艦的起飛平臺上。他成為了第一位在移動的軍艦上降落的飛行員。然而五天後在他第二次嘗試降落時,機輪的爆胎使得飛機衝出飛行甲板,導致他墜海淹死。使他同時成為第一位死於航空母艦降落意外事故的飛行員。在暴怒號上降落並不容易,飛機要避開艦上的上層建築。因此,暴怒號回到船塢,在船尾安裝了一條的甲板。然而該艦中央的上層建築並未改造,由此產生的亂流嚴重干擾後甲板上飛機的起降。

  第一艘擁有現代構造的航空母艦是從遠洋郵輪改造的百眼巨人號航空母艦。為了解決暴怒號上亂流乾擾的問題,她採用了覆蓋整個船體、可供飛機起降的木製全通甲板(Through Deck),沒有造成亂流的上層建築,也沒有煙囪。她的廢氣會經由船的尾部排出,然而這使得飛機降落時會受到不必要的升力影響。沒有司令塔和煙囪是個缺點,因此在百眼巨人號航空母艦實驗不同方案以求彌補。一張1917年的照片中顯示她位在右舷的「假」上部構造和煙囪(它們以帆布建造)。把上層建築和煙囪放在右舷是由於早期飛機使用的轉子引擎會使飛機受到向左的力。也就是說,飛機起飛時會向船的左舷偏航,起飛會遠離艦體的上層建築。此種結構成為典型的航空母艦設計,並且被用於下兩艘英國航空母艦:競技神號和鷹號航空母艦 (1918)。  第一次世界大戰後,因為華盛頓海軍條約禁止新造戰鬥巡洋艦,因此英國建造中的狂怒號戰鬥巡洋艦、光榮級大型輕巡洋艦與美國建造中的列辛頓級戰鬥巡洋艦、薩拉託加號戰鬥巡洋艦被改造成為航空母艦。這也誤打誤撞的製造出非常優秀的航空母艦,因為她們擁有廣大空間以及移動快速的優點。相較之下,另一艘被改成航空母艦的戰列艦老鷹號航空母艦則因為擁有重型裝甲而顯得笨重且無用。早期因為各國海軍都沒有運用航空母艦的經驗,因此常在航空母艦上加裝巡洋艦等級的艦炮用來對抗接近航空母艦的敵艦。然而在二次大戰中,隨著航空母艦戰鬥群(當時稱為特混艦隊)概念的成熟,這些艦炮都被拆除,換成高射炮,航空母艦將攻擊的能力集中於艦載機上,而將防衛的任務交給其他保護航空母艦的船隻。 在航空母艦將其重心轉往艦載機上時,飛行甲板也成為航空母艦上最重要的部分,但當時的主流設計為將機庫甲板做為強力甲板,屬於艦體結構的一部分,而機庫與飛行甲板則屬於上層建築,這種設計一直沿用到1940年代末期,如美國海軍建造的艾塞克斯級航空母艦就是如此。英國皇家海軍於1936年建造的卓越級航空母艦則採取了不同的設計,其特色是將飛行甲板作為強力甲板,屬於艦體結構的一部分,飛行甲板並採用了重灌甲,以保護艦體和內藏的艦載機。卓越級航母將飛行甲板作為強力甲板的概念,是近代航母的原型。這也迫使航空母艦的噸位急速攀升,從1922年蘭利號航空母艦的13,000噸,到現在尼米茲級核動力航空母艦的100,000噸。

  在航空母艦取代戰列艦成為艦隊主力後,出現了是否需要再飛行甲板上增加一層裝甲的問題。在飛行甲板上增加一層裝甲可以讓機庫中的飛機有多一層保護,然而這使得航空母艦的機庫體積減少,無法將飛機懸掛在機庫頂(高度不足),並減少機庫的飛機容量。  光輝級航空母艦就是使用了裝甲甲板。

  在航空母艦上降落,尤其是在夜間或在天氣不好的情況下,是最困難的飛行技巧了。以美國航空母艦為例子,降落過程是這樣的:

  

  1944年至1945年冬季時,一個由英國皇家海軍高階官員組成的委員會決定,海軍航空的未來是噴射機,因為其速度更快,要求對航母設計進行修改以適應其需要,丹尼斯·坎貝爾上尉因此發明了斜角甲板。這種甲板也稱為“傾斜甲板”或“角度甲板”,加寬了甲板的後部,並且在偏離中心線的位置上另有一條單獨的跑道。斜角甲板的設計考慮了噴氣式飛機較高的著陸速度,噴氣機降落時有中心線的全長可以使用。斜角甲板的設計使航空母艦可以同時進行飛機的起飛和降落,並使降落失敗的飛機可以在不影響停止或正在起飛飛機的情況下再加速起飛。  斜向甲板導致一些其他設計和操作上的改進,包括安裝更大的艦島(改善船舶操縱和飛行控制),大幅簡化回收飛機和甲板活動(飛機從艦首起飛,從斜向甲板降落,在船中留下一個大的開放區域,用來武裝飛機和加油)和損害控制。由於其在飛行操作中的實用性,斜向甲板現在是裝備有短程起飛/攔阻索回收和彈射起飛的航空母艦的特徵。  斜向甲板在凱旋號航空母艦 (R16)上進行了首次測試,該艦飛行甲板的中心線漆上斜角的甲板標記,測試觸地重飛。同年也在中途島號航空母艦上進行了測試。儘管有新標記,但在這兩艦的攔截索和攔截網仍然對準甲板原來的中心線。從1952年9月到12月,安提頓號航空母艦裝上簡單的舷艙,用於測試真正的斜角甲板,降落時攔截著陸,斜向甲板在這段試驗期間證明了它的優越性。1953年,安提頓與美國和英國的海軍部隊一起訓練,證明了斜向甲板的價值。英國半人馬號航空母艦於1954年改裝為懸垂的斜向甲板。美國海軍在艾塞克斯級航空母艦和中途島級航空母艦升級時也加裝了斜向甲板。1955年2月,皇家方舟號航空母艦成為第一艘出廠時採用斜向甲板的航母。同年,英國威嚴級航空母艦(墨爾本號)和美國福萊斯特級航空母艦(福萊斯特號)的首艦也採用了斜向甲板。

  滑跳式甲板是將航空母艦最前方的飛行甲板的仰角提高。這使得飛機一部分的速度轉為向上的升力。英國發明瞭滑跳式甲板,用來改良從無敵級航空母艦起飛的海鷂戰鬥攻擊機的起飛能力。相較於垂直起飛,此種方法較節省油料。它的缺點是以此種方式起飛的飛機所能攜帶的武器會少於以蒸氣彈射器起飛的飛機。
航空母艦上的飛行甲板是飛機起飛和降落的地方,也就是一個小型的海上流動飛機場。在一些不以航空為主要任務的海軍艦艇上,直升飛機和一些垂直起降的飛機起降地也稱為飛行甲板。