水上機
実用的な水上機としての最初期の物に1911年のカーチス水上機（米海軍名称A-1）がある。カーチス水上機はカーチス陸上機の降着装置を取り替えた物であり、機体下部にフロートを一つ、左右に補助フロートを備えていた。機体構成は、まだライトフライヤーのような帆布張りの翼とステーだけの構造から大きな変化は遂げていない。
水上機母艦
1914年7月、第一次世界大戦が勃発。日本海軍では、1914年8月に運送船の若宮丸を改装して特設水上機母艦とした。9月、若宮丸は青島攻略戦に参加。ファルマン水上機を搭載し、偵察行動を行う。
イギリス海軍は、エンガディンなど多数の高速商船を改装して水上機母艦として使用した。1915年（大正4年）8月、ベン・マイ・クリーの搭載機でトルコ商船などを航空魚雷によって撃沈している。ロシア海軍は複数の水上機母艦を整備し、戦艦や巡洋艦と協同した一種の機動部隊を編成した。1914年11月、サールィチ岬の海戦では、搭載水上機ではなく、母艦自体が直接に敵艦隊を発見して貢献している。
第一次世界大戦当時、「航空母艦」とは水上機母艦のことであり、「航空母艦」と称するのが一般的であった。第一次世界大戦では陸上機を発着させられる軍艦（後の航空母艦）は出現しなかったが、戦後の1920年代初頭、日米英海軍は航空母艦と艦載機を開発した。水上機はフロートという飛行中には役に立たない重量物がある分、陸上機より性能が劣っていた。そのため、日本海軍のように「山城」の主砲の上に滑走路を設けて飛行機を発進させる方法や英海軍のように「フューリアス」の前甲板の主砲を撤去して飛行甲板を設ける方法で実験が行われ、列強海軍で陸上機を運用できる母艦の研究が進められた。1918年9月、世界初の全通飛行甲板を採用した英海軍の「アーガス」が竣工した。第一次世界大戦終結の直前の時期であり、実戦には参加しなかった。その後、艦載機を搭載した航空母艦は補助戦力として期待され、艦隊防空、戦艦同士の決戦における雷爆撃の任務が与えられ、水上機母艦や戦艦・巡洋艦搭載の水上機には偵察の任務が与えられた。