Repostar en vuelo es una operación que efectúan principalmente los aparatos militares. Permite que los aviones de caza con los bombarderos (en especial los que llevan -o llevaban- bombas atómicas) se mantendrán permanentemente cerca de sus objetivos y puedan intervenir rápidamente en caso de que se les exija.
El fuselaje de ciertos aviones de carga ha sido transformado en cisternas que pueden contener decenas de toneladas de carburante líquido. Un plan minucioso, establecida antes del despegue, prevé la hora y el lugar del encuentro. A la hora acordada, el avión nodriza gira alrededor del punto de encuentro. A una señal convenida, el piloto del aparato que debe repostar se acerca por detrás del avión nodriza. Su aparato está equipado, en la parte delantera con un ala, de una sonda que puede introducirse y quedar bloqueada en la extremidad, en forma de embudo, de un tubo que se desenrolla por la parte trasera del avión cisterna. Los dos aparatos estabiliza en el mismo plano y vuelan a la misma velocidad: en ese momento es posible el acoplamiento. En pocos minutos una bomba trasvasar carburante. Esta operación no plantea problemas a los pilotos bien entrenados. En caso aviones de caza de escasa envergadura, puede realizarse simultáneamente por varios aparatos. Esta operación es particularmente útil para bombarderos atómicos, pues no sólo les permite estar siempre a punto de ataque, sino también sobrevolar regiones deshabitadas, lo cual permite desbaratar los planes del enemigo y reducir las consecuencias de una explosión accidental.
Lógicamente, hoy en día los bombarderos atómicos no un vuelan a diario, de hecho, desde la caída del muro de Berlín, la amenaza de una guerra nuclear es ínfima, pero este proceso se inventó, precisamente, para que estos bombarderos nucleares pudieran repostar.
Se intenta que puedan repostar en vuelo los aviones comerciales, pues ello nos evitaría escalas en regiones mal equipadas, como las polares, pero esto aún es demasiado caro y, en la práctica, poco útil.