-高空长航时化
早期的无人机滞空时间短，飞行高度低，侦察监视面积小，不能连续获取信息，甚至会造成情报“盲区”，不适应现代战争的需要。为此，美国陆军研制了“蒂尔”II超高空，长航时无人机。
-隐形无人机
为了对付日益增强的地面防空火力的威胁，许多先进的隐形技术被应用到无人机的研制上。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。如美军“蒂尔”II无人机除了主梁外，几乎全部采用了石墨合成材料，并且对发动机出气口和卫星通信天线作了特殊设计，飞行高度在300米以上时，人耳听不见；在900米以上时，肉眼看不见。二是采用限制红外光反射技术，在机身表面涂上能够吸收红外光的特制油漆并在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂。三是减小机身表面缝隙，减少雷达反射面。四是采用充电表面涂层还具有变色的特性：从地面向上看，无人机具有与天空一样的颜色；从空中往下看，无人机呈现与大地一样的颜色。
-空中预警化
美军认为，21世纪的空中侦察系统主要由无人机组成。美军计划用预警无人机取代E－3和E－8有人驾驶预警机，使唤其成为21世纪航空侦察的主力。
-空中格斗化
攻击无人机是无人机的一个重要发展方向。由于无人机能预先靠前部署，可以在距离所防卫目标较远的距离上摧毁来袭的导弹，从而能够有效地克服“爱国者”或C－300等反导导弹反应时间长、拦截距离近、拦截成功后的残骸对防卫目标仍有损害的缺点。如德国的“达尔”攻击型无人机，能够有效地对付多种地空导弹，为己方攻击机开辟空中通道。以色列的“哈比”反辐射无人机，具有自动搜索、全天候攻击和同时攻击多个目标的能力。
值得注意的是，无人机属于遥控武器之列，其必须由操作人员选定目标并激活、瞄准和发射相关武器。因此，无人机不属于自主武器。
-军舰机场化
美国高级计划研究局近日宣布新启动“战术利用侦察节点项目”，或称之为“燕欧”项目，设想利用较小型的舰艇作为中空长航时固定翼无人机的机动发射与回收平台。按照计划，下一代无人机将能够在小型水面战舰上起降，从而拓展美军无人机的作战范围，使之能够触及更加遥远的战场。
-全部军舰变成无人机平台
“燕欧”将成为美国海军无人机的重大飞跃。目前美国海军能够从驱逐舰和其他舰艇上起飞10英尺宽的“扫描鹰”无人机，能够从濒海战斗舰上起飞“火力侦察兵”无人直升机。除研发X-47B原型机以及其航母舰载衍生型无人机之外，美国还在研发陆基非武装巡逻“广域海上监视（BAMS）”无人机，该款无人机以美国空军的“全球鹰”无人机为研发基础，而“全球鹰”无人机的体积与波音737相近。从理论上讲，“广域海上监视”无人机能够借助美国多数水面战舰起飞——美国海军列装有122艘水面战舰——但这种无人机在航程、速度和载荷方面欠佳。因此，美国缺少一种中等重量无人机：一款占用甲板空间小，并可在多种水面舰艇上起降的速度快、航程远的武装无人机。
据美国高级计划研究局称，研发可靠发射与回收技术，是“燕欧”无人机项目面临的一个重要技术障碍。濒海战斗舰和驱逐舰没有可供无人机从长跑道上起飞所需的甲板空间，因此它们依靠借助飞机弹射器起飞的“扫描鹰”无人机和垂直起飞的无人直升机。上世纪80年代和90年代初，美国海军4艘二战时期的战列舰配备有“先锋”无人机——体积约为“扫描鹰”无人机的两倍——这些无人机借助捆绑式助推器发射升空。
“先锋者”无人机借助一道悬网着舰，“扫描鹰”无人机则借助悬空线着舰，而“火力侦察兵”无人直升机则垂直着舰。与旧式无人机相比，高性能、固定翼无人机需要更强大的推动力，着舰难度更大。
值得注意的是，上世纪90年代，美国直升机制造商贝尔公司设计了一款小型“鹰眼”倾转旋翼无人机——这款无人机类似同为该公司的V-22“鱼鹰”式倾转旋翼机——可像直升机一样起飞和降落，但受益于其发动机短舱，这款无人机能够像飞机一样巡航飞行。不过，“鹰眼”无人机从未找到买家，最终被废弃。“燕欧”无人机项目很可能会令“鹰眼”无人机项目复苏。
如果“燕欧”无人机获得成功，美国高级计划研究局将做好扩大美国海军无人机的规模，很可能会把几乎所有军舰转变成移动无人机基地。
-集群智能蜂群化
蜂群无人机化，1月10日，美国国防部突然公布了一段官方视频，展示了2016年10月在中国湖进行的一次无人机集群智能测试。这段视频上，3架大黄蜂战斗机用特种吊舱一次释放了103架微型无人机。从地面操纵人员的显示屏上清楚看到那些无人机（绿色点）根据目标/指令（红色点）自主编队并实施追踪的画面。它们时而根据目标编队，时而根据指令快速移动，也可以根据环形指令排成一个圈，把一个区域围得水泄不通。按照国防部的消息，这些“命令”是下达给“蜂群”的，而不是其中任何一个个体。“蜂群”之间彼此会不停地“交谈”，在没有个体指挥官情况下形成“蜂群智能”。在组成集群过程中，如果个别无人机发生故障或损失，剩余无人机会根据参与组网的无人机实际数量做出反应，自主调整编队形式，继续完成既定任务目标，这是无人机智能集群技术最为诱人的特征之一，即具备系统性的高生存力。
这些无人机并不是经预设程序的协调行动的个体，而是像自然界中类似鸟群的动物群体那样，共享决策的分配大脑，相互协调行动。预示美国正进入机器人战争的新时代。