航母戰鬥群的作戰編成壹般根據使命任務和威脅環境確定。壹個具有較高作戰效能和生存能力的航母戰鬥群均具有防空、反潛、反艦和對岸攻擊等作戰能力。美國海軍航母戰鬥群有3種典型的編成：在低威脅區巡邏或顯示武力時，壹般使用以1艘航母為核心組成的戰鬥群（稱為單航母戰鬥群），通常配有4艘防空型導彈巡洋艦、4艘反潛型導彈驅護艦和1～2艘攻擊型核潛艇？在中等威脅區實施威懾時、制止危機和參與低強度戰爭時，通常使用以2艘航母為核心組成的戰鬥群（雙航母戰鬥群），配以8艘防空型導彈巡洋艦和驅逐艦、4艘反潛型驅護艦和2～4艘攻擊型核潛艇？在高威脅區參與局部戰爭或大規模常規時使用以3艘航母為核心組成的戰鬥群，配以9艘防空導彈巡洋艦和驅逐艦，14艘反潛型驅護艦和5～6艘攻擊型核潛艇。根據使命任務，航母戰鬥群還可和水面艦艇戰鬥群混合編成。如1987年，美國海軍為海灣商船護航、在阿拉伯海實施武力威懾時，用的就是這種編成。後來，美國海軍典型的編成是以2艘航母為核心組成的雙航母戰鬥群。
作戰縱深
航母戰鬥群在各大洋遊弋，隨時面臨來自空中、海面、水下和電磁四維空間的威脅，因此，必須攻防高舉，既有強大的威懾力和突擊力，又具有嚴密的自身防禦能力和強大的生命力。目前，美國航母戰鬥群從偵察預警到攻擊掩護，均實現了空艦壹體化、密切協調的攻防配系，具有攻防縱深大、層次多和火力強的特點。壹個典型的雙航母戰鬥群，通常采取遠中近三層攻防火力配系，其中、第壹、二層攻防配系用於對敵攻擊和保護整個航母編隊安全，第三層則主要是戰鬥群內各作戰單元的自身防衛。其配系及能力如下：
（1）第壹層：外防區，又稱縱深防區，距母艦185～400公裏。在此層防禦區中，探測設備為軍用偵察衛星、2個預警機中隊的8架E－2C預警機、2個偵察機中隊的6架RF－14A或RF－4F偵察機。此外，戰鬥群內的SPY－4A艦載遠程對空搜索雷達也可擔負壹定的防空預警任務。
主要作戰兵力為航母艦載機，包括4個中隊近50架攜有空空導彈的F－14“雄貓”（Tomcat）戰鬥機和F／A－18“大黃蜂”（Hornet）戰鬥／攻擊機，以執行驅逐敵戰鬥機、奪取並保持艦隊制空權、截擊敵轟炸機和攔截來襲巡航導彈等任務，作戰半徑700公裏以上；6個中隊約70架A－6E“入侵者”（Intrude）和A－7E“海盜”（Corsair）攻擊機，主要執行攻擊敵睡眠艦艇和轟炸敵縱深地面目標的任務；2個中隊約20架S－3A／B“北歐海盜”（Viking）反潛機，配合P－3C“獵戶座”（Orion）岸基大型反潛巡邏機和戰鬥群中的攻擊型核潛艇在1000公裏艦隊活動範圍內的海域實施反潛作戰；2個中隊約8架EA－6B“徘徊者”（Prowler）電子戰飛機可配合攻擊機和戰鬥機出擊作戰，實施電子幹擾和壓制。戰鬥群內各平臺所攜約350枚“戰斧”（Tomahawk）巡航導彈可對460公裏以內的水面艦艇或2500公裏以內的敵地面目標實施常規或核攻擊。
（2）第二層：中防區，或稱區域防禦區，壹般距母艦45～185公裏。此層防禦區中，主要探測設備為艦載預警機、偵察機、艦載SPY－1A相控陣雷達、SPS－43及SPS－49等遠程對海對空搜索雷達。主要作戰兵力為艦載區域防禦武器和艦載直升機，戰鬥群中各平臺攜約330枚“戰斧”巡航導彈和約290枚可潛射、空射或空投的射程110公裏的“魚叉”（Herpoon）中程反艦導彈，擔負主要的艦隊反艦任務。各護航艦艇所攜近600枚射程45－120公裏、速度2.5馬赫的“標準”（Standard）I／U型導彈，主要對來襲敵機和導彈進行中空攔截；EA－6B“徘徊者”電子戰飛機在執行防空反導任務時，可部署在母艦外圍，對來襲的飛機和導彈實施電子幹擾，使攻擊失效。戰鬥群各護航艦艇所攜約40架直升機，主要擔任中程反潛作戰任務，兼顧執行目標指示和搜索救援任務。
（3）第三層：內防區，或稱為點防禦區，防禦縱深距母艦0.1～45公裏。在此層防禦區內，主要探測設備為各種艦載雷達，主要作戰兵力為艦載點防禦武器。戰鬥群中各護航艦艇所攜600枚“標準”防空導彈，可有效的攔截中距離的來襲飛機和導彈。當目標接近至距艦隊約15公裏時，可使用約150枚“北約海麻雀”點防禦導彈和約20座高平兩用炮進行攔截。最後壹道防空反導防線由約30套“密集陣”近防武器系統和RBOC電子戰系統組成“密集陣”可對100～200米的低空掠海目標進行末端攔截。戰鬥群內各艦所攜***約220枚MK46、MK44魚雷和160枚“阿斯洛克”（ASROC）反潛導彈，可對10公裏內的敵潛艇實施攻擊。
戰術優勢
美國航母戰鬥群編成綜合作戰能力很高，擁有三大優勢：
壹是縱深打擊優勢。美國航母艦載E－2C預警機可在距離航母370公裏的空域連續值勤6小時，其機載雷達探測距離為300～700公裏，可為艦隊提供近30分鐘的預警時間。美國壹艘航母載機60～90架，其中80％是固定翼作戰飛機，作戰半徑壹般都在600公裏以上。壹個雙航母戰鬥群，可實施由上百架攻擊機、戰鬥機組成的強大攻勢。
二是多層攻防優勢。美航母戰鬥群除以艦載機作為主要攻擊力量和防禦力量外，還可集中戰鬥群中各護航艦艇攜多種武器進行自身防禦，從而形成多層次的攻防體系。其中，反潛反艦分別設有4道防線，對空防禦則在100米～400公裏的範圍內設有6～7道防空反導攔截防線，因此，具有較高的抗飽和攻擊能力和殺傷概率。
三是電磁對抗優勢。美國航母上配有專用的電子戰飛機。艦載電子設備也較先進，加之有E－2C預警機在作戰中作為空中指揮所對整個戰術行動進行指揮協調。使得電子偵察、壓制和幹擾等各種電子戰手段運用得當、相互協調、軟硬兼施，與整個編隊的攻防火力配系配合默契，牢牢控制戰區的制電磁權。
戰術實施
美航母戰鬥群是具有水面、空中、水下及電磁多維作戰能力的作戰編成，需多兵種協同作戰，其戰術實施復雜，參戰兵力和攻擊批次較多，戰術協調困難。因全球部署、遠洋作戰，往往需要孤軍深入。因此，從航渡警戒、戰前準備到最後攻擊，均要有壹套完整、嚴密的戰術預案。目前，美航母戰鬥群的戰術實施，有以下特點：
第壹，加強航渡中的偵察警戒，擴大防禦範圍。為了防備突然襲擊，航母戰鬥群在航行中特別強調防空反潛警戒，組成壹個以預警和反潛兵力為簽到，以防空兵力進行環行防衛的海空壹體化的航行序列。戰鬥群中各護衛兵力全部按編隊前進方向呈三角形展開，重點防範空中和水下威脅。
在對空警戒方面，航行序列中的對空警戒主呀由E－2C預警機、F－14戰鬥機和RF－4G等偵察機完成。其任務是：探明編隊周圍的潛在威脅，查明威脅的性質和編成，並將有關敵情速報戰鬥群指揮官。由於空艦導彈射程不斷增加，航母戰鬥群的對空警戒範圍已擴大到500～900公裏。壹般部署方案為：2架E－2C預警機部署在距母艦200公裏左右的8000～9000米高空，負責對500公裏內的海域700公裏內的空域實施連續監視。6架F－14高性能超音速戰鬥機部署在編隊前進方向上約350公裏處，執行空中作戰巡邏，該機攜有射程110公裏的“不死鳥”（Phoenix）和射程15公裏的“響尾蛇”（Sidewinder）空空導彈，因而可對距母艦350～450公裏的來襲敵機和巡航導彈進行攔截，並為執行警戒任務的E－2C和S－3反潛機提供空中保護。RF－4G等偵察機則根據需要或定期派往指定海域，進行重點偵察。
這種縱深警戒體系為編隊的海上航渡提供了良好的防空條件，但為防備萬壹，編隊常將3架EA－6B“徘徊者”電子戰飛機部署在航行序列前方約100公裏處，用於對未被及早發現或突防的來襲導彈實施電子幹擾，使攻擊失效。
各防空型艦艇壹般部署在艦隊內圈，為了便於機動和各平臺使用無源幹擾設備（如箔條彈、紅外幹擾彈等），內圈各護航艦壹般采用梳了隊形，在距母艦30公裏半徑內展開。
在反潛警戒方面，因潛艇素以“隱蔽殲敵”著稱，加之潛射巡航導彈的發展，從而對航母戰鬥群形成巨大威脅。為了防備來自水下的突襲，航母戰鬥群在航渡中需努力擴大反潛防衛圈，盡量做到在潛射武器射程之外，發現並摧毀敵潛艇。目前，美航母戰鬥群航行狀態下的正常反潛防禦範圍約為200公裏，分為3層防禦。
第1層，2架S－3反潛機部署在編隊兩側或前方約200公裏處，配合P－3C岸基反潛巡邏機、按壹定航線進行反潛巡邏機。
第2層，2～4艘攻擊型核潛艇呈弧形部署在戰鬥群航行序列的前方和側翼，距母艦100～180公裏，利用先進的潛艇綜合聲納系統，可發現距潛艇60公裏以上的低速航行潛艇，並使用反潛導彈和魚雷實施攻擊。
第1、2層反潛網的防禦距離在150公裏以上，可有效的在敵潛艇進入其潛射巡航導彈射程之前，將其摧毀。
第3層：主、防範對象是突破前兩層防禦並使用魚雷攻擊的敵潛艇。此層反潛兵力由3～4艘反潛驅逐艦及各護航艦艇所載反潛直升機組成。前者裝有先進的SQR－19拖曳線列陣聲納，部署在距母艦50公裏左右的位置上？後者壹般部署在母艦前方20～30公裏處，使用吊放聲難、聲納浮標和磁探儀及機載、艦載魚雷，實施戰鬥群的內層反潛。
第二，組成配合默契的多批次空中攻勢。在攻防雙方均大量采用高技術先進武器裝備的情況下，從某種程度上說，戰爭的勝負取決於武器的正確使用和戰術的靈活性及創造性的充分發揮。美航母戰鬥群在使用艦載機攻擊時，壹般分為突擊、徉動＝壓制防空兵器、電子幹擾、指揮引導、偵察和掩護等7個戰術群，運用靈活多變的戰術，組成多批次攻勢，既具有迅猛的攻擊力又能為突擊兵力提供極強的掩護力。
第三，依靠高度有效的戰術指揮協調系統，組織多批次攻勢，實施“外科手術”式的打擊。在實施密集突襲或較為復雜的戰術行動時，E－2C預警機便是空中指揮所，負責作戰空域內各參戰兵力及戰術群間的指揮協調。它可準確掌握時機。實施多批次攻擊，並嚴格掌握各戰術群投入戰鬥的時機，保證諸戰術行動的密切銜接。美航母戰鬥群在由E－2C負責傳遞領航諸元、引導各機群進入和占領有利陣位，實施空中管理、並協調各種武器的使用。突擊完畢後，E－2C還可組織各戰術群有秩序地撤離，使整個作戰突擊行動進退迅速，有條不紊，配合默契，並使多兵種兵力發揮最佳整體作戰效能。