最原始的熱氣球也是在中國發(fā)展出來的，時間大概是2～3世紀(jì)，早期的用途主要也是在軍事通信方面。在西方，1783年時孟戈菲耶（Montg-olfier）兄弟使用熱氣球進行第一次飛行，但這一原始方式很快就被氫氣球超越。在早期的軍事領(lǐng)域人們也曾有限地使用這些氣球，已知的第一個例子是在1794年的弗勒呂斯（Fleurus）戰(zhàn)役中，一個系在地面上的法軍氣球負責(zé)執(zhí)行觀測任務(wù)。

在美國內(nèi)戰(zhàn)期間（1861至1865年），聯(lián)邦北軍與邦聯(lián)南軍均曾使用氣球，并曾在某些時刻執(zhí)行了有效的戰(zhàn)場觀測任務(wù)。美國的第一個氣球叫作聯(lián)邦號（Union），計劃作為軍用，由北軍在1861年8月投入戰(zhàn)場。南軍則有較大的問題，尤其是因為南方邦聯(lián)的港口遭到封鎖，因此南軍無法取得制造氣球所需的絲質(zhì)布料，所以邦聯(lián)就采用生產(chǎn)服裝的絲質(zhì)布料來制造氣球，但那時甚至連用來灌入氣球內(nèi)部的氣體也沒有。雙方都在1863年時放棄運用氣球的計劃。

世界上第一次重于空氣的動力飛行，由美國萊特（Wright）兄弟在1903年12月達成，然而可控制并持續(xù)的飛行這一事實一直到1908年才開始被接受。

盡管創(chuàng)造實質(zhì)軍事飛行的重要進步是在20世紀(jì)的第一個十年里出現(xiàn)的，但軍事飛行的實用性起源可在1910年至1914年9月第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)這段時間內(nèi)找到蛛絲馬跡。

世界上第一次實彈轟炸試驗，是在1911年1月7日美國加州的舊金山，由米隆·克瑞西（Myron S.Crissy）中尉和菲利普·帕馬利（Philip O.Parmalee）駕駛一架萊特B型雙翼機執(zhí)行。1月18日，尤金·伊利駕駛一架寇蒂斯黃金飛機，降落在下錨于舊金山灣（San Francisco Bay）內(nèi)的賓夕法尼亞號（Pennsylvania）巡洋艦艦尾特別建造的平臺上。2月1日，格連·寇蒂斯于圣地亞哥（San Diego）在水面上進行了兩次成功的飛行，在這過程當(dāng)中單一大型浮筒機取代了早期測試中使用的三浮筒機。

1911年4月1日，英軍正式成立軍事航空的體制，組建了英國皇家工兵航空營，下轄兩個連，分別為第1連（負責(zé)飛船、氣球和風(fēng)箏）和第2連（負責(zé)飛機）。7月1日，寇蒂斯在庫克湖上成功操作并驗證了A-1浮筒式水上飛機，這是為美國海軍建造的第一架飛機。

1911年9月20日，意大利對土耳其宣戰(zhàn)之后，便派出一支遠征軍至的黎波里塔尼亞（Tripolitania）。10月22日，卡羅·皮亞查（Carlo Pi-azza）上尉駕駛一架布萊里奧（Blériot）9型單翼機對的黎波里（Tripoli）和阿奇齊亞（Azizzia）間的土軍陣地進行偵察──這趟飛行代表人類首次在戰(zhàn)爭中運用重于空氣動力的飛行器。在北非作戰(zhàn)過程中，兩艘意軍飛船在1912年3月10日對土軍陣地進行了偵察，船員還扔下幾枚手榴彈，但并未造成任何損害。

這年4月13日，英軍著手編制英國皇家飛行兵團（Royal Flying Corps，RFC），一個月之后兵團正式成立，由航空營改組的陸軍聯(lián)隊和海軍航空隊組成的海軍聯(lián)隊成立。6月，德國海軍成立了一個海軍飛船分艦隊（Naval Airship Division）。此外，美軍于1912年6月2日首度展開飛機掛載機槍的試驗，由托馬斯·德·威特·米林（Thomas de Witt Milling）駕駛一架萊特B型機，而劉易斯（Lewis）輕機槍則由查爾斯·德·佛瑞斯特·錢德勒（Charles de Forest Chandler）來操作。

在第一次巴爾干戰(zhàn)爭時（First Balkan War，1912至1913年），保加利亞的航空兵在阿德里安堡（Adrianople）轟炸了土軍陣地。這段時期中，保加利亞航空兵的塞米昂·佩卓夫（Simeon Petrov）上尉投下了首批航空炸彈，并且廣泛運用轟炸方式進行作戰(zhàn)，當(dāng)中包括1912年11月7日進行的首次夜間轟炸。