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  皇家海軍此前的三艘無敵級航空母艦——無敵號(HMS Invincible R05),卓越號(HMS "Illustrious" R06)與皇家方舟號(HMS Ark Royal R07)——均為冷戰時代以反潛作戰為主要任務所開發的輕型航空母艦,建造之時便被設計成北約聯合艦隊的一部分,故此級別的航艦隻能搭載數量非常有限的攻擊型艦載機(9架鷂II式GR7攻擊機)。  1982年無敵號(HMS Invincible)與及較舊亦較大型的赫密士號航空母艦(HMS Hermes R12)參加了馬島戰爭,收復福克蘭群島,並證明還是需要保有航空母艦才能維護英國外交利益。自從冷戰結束以來,無敵級航母已經多次出動進行軍事行動,也擔任武力展示功能,所以後來英國空軍的海獵鷹GR7 變成常駐在艦上航母;也修改成容納更多飛機和飛機用彈藥(例如移除海標槍導彈以增建飛機武器庫)。 然而,無敵級的能力有限,也限制了所能使用的飛機大小。其缺乏專用的空中預警機(AEW),例如在福克蘭群島戰爭中擔當大任的E-2空中預警機,就不能於無敵級上起降。因此無敵級採用了許多折衷方案,例如使用海王直升機AEW.2來擔當搜尋和掛載各種感應莢艙的載臺,但能力上還是遠不如定翼式飛機。直到1994年預計打造本級大型航母時,才預想更換更大規模的艦載機隊以解決各種問題。

  1997年5月,新的工黨政府上臺啟動戰略防禦總評(SDR)。此次總評重新評估了除了颱風戰鬥機和前鋒級彈道導彈潛艇(Vanguard class)之外,包含了所有正在服役與採購中武器的戰略價值。在1998年7月提出的報告中,認為英國所擁有的航空母艦應要能達到下述功能:  報告中指出: 重點是加強我國的空中攻擊武力,並使其能以最遠的投射範圍執行最多元的角色任務。當現有航空母艦到達操作年限,我們計劃以兩艘更大型的航空母艦取代之。雖然我們已著手改善需求的細節,但目前的想法建議新艦大體上會是3至4萬噸排水量的水準,並能搭載包括直升機在內的50架艦載機隊。  該總評的最後結論是取消原本的舊艦升級計劃,因為新艦先進的設計與維護技術應可抵銷升級舊艦所能帶來的效益。除此之外海洋號兩棲攻擊母艦(HMS Ocean L12)的存在,實際上也轉移了許多原本是由無敵級航空母艦所負擔的任務角色。

  1999年1月25日,六個合作廠商進入估價階段:波音、英國航太BAE、洛克希德、無線電子系統、雷神公司和湯姆森CSF。1999年11月23日,細節審查階段最後濃縮成兩個方案,一個是BAe(同年11月30日改名成BAE系統)案,一個是湯姆森CSF(2000年改名成Thales集團)案。最低限度是每個設計案必須能搭載30到40架的未來聯合打擊戰機(FJCA)。評估合約案分成兩段:第一段GB£5900萬英鎊,階段是設計評估和飛機選擇,第二階段GB£2億3500萬英鎊階段是“被選中案的風險降低性設計”。  船上可能的航空器方案:  2012年5月10日,英國國防部宣佈將採用F-35BSTOVL方案,給兩條航母都安裝滑躍甲板而不是採用F-35C配合CATOBAR方案。預期將在2020年形成航空作戰能力。

  2001年1月17日,英國國防部和美國國防部簽署了一份理解備忘錄(MoU),表明參加聯合打擊戰機計劃,確認美國JSF其實就是英國所稱的FJCA。此舉可讓英國輸入一些飛機設計圖和參與洛克希德X-35原型機與波音X-32原型機的選擇過程。2001年10月26日美國定案洛克希德X-35得標,也就是後來的F-35。  2002年9月30日,英國海空軍宣佈引進STOVL F-35B構型。同時釋出將建造一新級大型常規動力航母(也就是伊麗莎白女王級)以操作此型STOVL戰機。新艦預計服役50年,並且在將來F-35退役後可以透過改裝,變成CATOBAR型航空母艦以適應未來更先進的戰機。

  2003年1月30日,英國國防大臣禤智輝發表Thales企業集團設計案勝出但是BAE將是主要承包商。這兩個企業夥伴,合稱為"Carrier Alliance"(航母聯盟)。  2004年7月21日,訪談中禤智輝宣佈延後一年以評估成本與計劃。2005二月份航母聯盟宣佈Kellog Brown & Root UK Ltd公司被選中為“實體總成”部分下游承包商,總攬大結構設計和工程。社會主要關注的是BAE和Thales是否有能力監控下游承包商。  2005年12月開始造艦。宣告稿說“航母聯盟包含BAE公司,Thales公司和KBR公司,和後來加入的VT Group公司、Babcock國際集團。此建案將經過四座造船廠分工最後在Rosyth組裝。”

  MOPA2是DCN/Thales公司專為英國更改版的法國第二艘航母(CVF-Fr)設計案。此公司一直促銷展示該設計圖如何輕鬆適應法國海軍的需求。此專案最近修改了飛行甲板尺寸以符合CATOBAR構想型的設計,目前此更改也被英國保留為未來自己的CATOBAR腹案之一。

  本艦大約65,000噸排水量,幾乎比現在“無敵級”航母大三倍。被人稱是英國有史以來建造的最大船艦和除美國外世界上最強航母,卻沒有艦載機。在英國下議院國防委員會聽證會時,海軍上將Alan West使用美國海軍用過的方法解釋機艦間相互操作性;也就是航母尺寸大小和機隊火力打擊間的決定係數:  本艦特徵是採用兩個艦島在甲板上,不同於美軍單一艦島配備四座飛機升降臺的"尼米茲級核動力航空母艦"。本艦主要是操作短場起降戰機(STOVL)的角色。最初雖然配置滑跳式甲板,但是後續可以改裝成用彈射機和攔阻索的CATOBAR構型。可以在F-35服役20年後退役時進行此改裝讓航母用更先進的未來飛機。

  技術規格要求能搭載40架以上定翼機和直升機。  其中至少要有36架F-35C海基版閃電II型戰鬥攻擊機。技術基礎是,一個航艦艦載機隊規模必須比英國過往軍事行動中派出的機隊大三倍;例如沙漠之狐行動中派出的龍捲風戰機和伊拉克戰爭中也派出的同樣數量龍捲風戰機GR.4與海獵鷹GR.7。而兩者起飛的地面基地當時都是靠友邦支援才能使用。  空中監控管制(ASaC)部分也就是未來艦上要搭載的空中預警機和對應裝置已經開始先期計劃“未來組織化空中早期預警”(FOAEW),2001四月BAE公司、諾斯洛普·格魯門公司和Thales公司三家已經簽訂發展合約。2002四月BAE和諾斯洛普開啟進入第二階段計劃改名為“海上空中監控管制”(MASC)。  該航艦超過600名營運船員,只有15人的工作是無法取代的,全艦系統高度自動化。含飛行員和空房間總計可容納1,450人以上。  防禦裝置支援組織總長David Gould在2008一月決定該艦最初將使用海獵鷹GR9戰機營運到2018年。等到2014年再逐步開始訓練和換裝F-35。

  目前決定不使用核能機組因為成本太高,航母將使用總體動力推進(IFEP)系統,由勞斯萊斯Marine Trent MT30 36 MW 燃氣渦輪引擎構成。  已經開始驗證放置動力系統的最佳位置,甲板下的大機庫下方是主要考慮位置。目前設計中兩具燃氣渦輪引擎單元,各放置在兩個艦島下(4號甲板右舷)。一次加油可以航行10,000 海里(18 520 km)。

  英國建立大型航母有很大考量是要操作STOVL F-35B戰機。且可以改裝升級成彈射器和攔截索(CATOBAR)的方式下操作。此考量是一種未來擴充性設計,允許操作F-35之後的下一代未來戰機,或是F-35C型。本艦可以有大規模尺寸改裝,尤其是停機坪和機庫,可以在最少成本過渡到未來可能體型更大的戰機操作環境,使目前設計案反比其他的小型航母設計案更省平均成本,因為那些設計案不具有未來改裝考量。

  以下船隻主要操作直升機與垂直起降戰機:
伊利沙白女王級航空母艦(英語:Queen Elizabeth-class)為英國皇家海軍最新型的大型航空母艦。一號艦伊麗莎白女王號(HMS Queen Elizabeth R08)已於2014年7月8號下水,2017年12月7日服役,二號艦威爾士親王號(HMS Prince of Wales R09),2019年12月10日服役。