産生背景
海上補給方式的大規模應用是在二戰太平洋戰場。當時，随着盟軍戰線的推進，傳統的戰役結束艦隊返回澳大利亞、夏威夷補給休整的方式，拉大了戰役間隔時間，物資利用效率下降，同時也給軸心國休整、補充、加強防線留出了時間。随着美國工業的轉入戰時機制，武器、物資生産大幅度提高，軍隊動員人數也大大增加，客觀上已經可以支持連續作戰、加快戰争進程的條件，因此，改革艦隊返回母港補充的模式勢在必行。于是，依靠專門的補給船隊的補給方式誕生。
曆史沿革
二戰時期的補給方式還是落後的，主要是油水軟管補給，彈藥等幹貨補給還是依靠艦隊靠泊補給錨地，按船－陸地（島礁）－艦隊的方式進行，當時沒有垂直補給條件（直升機）。為奪取合适的淺灘、避風的錨地、環礁，美國還專門組織了多次戰役。
由于補給方式改革，戰役頻率、持續時間和密度也大大增加，軸心國日本已經沒有時間和能力加強防禦了。後期，美軍甚至實行戰役指揮輪換制度，艦隊在斯普魯恩斯指揮時稱第五艦隊，哈爾西指揮時稱第三艦隊，而日本人根據常規判斷，美國太平洋艦隊同時有第五、第三艦隊輪番作戰。戰後才搞明白。由此可見美國強大的國力。
戰後，補給艦技術大大發展，已經可以進行縱向（鋼纜）、橫向（鋼纜）、垂直（直升機）綜合補給，物資也涵蓋了幹貨、液貨。
20世紀80年代，中國的補給技術誕生，主要為解決當初洲際戰略導彈發射試驗遠洋船隊（主要是導彈驅逐艦護航艦隊）補給需要而産生需求。當初，準備引進英國技術，但對方漫天要價，逼迫我國自行研制，趕上了1980年5月首次向太平洋發射運載火箭試驗。我國補給艦已經可以實現同時為4艘軍艦提供補給（左、右、前、後軍艦簇擁補給艦四個舷位）、垂直補給（直升機補給）。
基本分類
補給艦的種類有很多，從最古老的運煤船，到最先進最現代化的高速綜合補給艦，均屬于補給艦的範疇。美國海軍有着較完整清晰的分類系統，所以主要以美國海軍的分類系統作基本扼要的介紹。
艦隊油船
艦隊油船是現代補給艦的最基本型号。顧名思義，油船就是隻提供液體燃料的補給艦，有部分型号會同時提供淡水。某些補給艦（如中國海軍的太倉級補給艦）亦會提供少量雜貨，但補給物主要還是以燃油為主，因此還是隻能歸類為油船。
随着環保意識提升，避免燃油洩漏造成污染，各國海軍正逐漸把既有油船按民用油船标準，從單殼體油船改為雙殼體油船。
綜合補給艦
綜合補給艦（AOR）首先在第二次世界大戰前夕由納粹德國發明，戰後被美國發揚光大，爾後被各國海軍所采納。綜合補給艦結合了油船和軍火船的功能，把多種補給物資集中在一艘船上，這樣的好處是當艦隊雖離開戰鬥陣位進行補給時，隻需跟綜合補給艦對接一次，即可獲得所有補給物資，無需跟不同類型的補給船艦進行多次對接，增加補給時間，從而增加暴露在敵人火力下的危險。
綜合補給艦通常以柴油引擎（柴油機）作動力，滿載排水量一般介乎15000噸至30000噸不等，最大航速通常在15~20節，設有直升機平台甚至機庫，可攜帶1至3架直升機。對于一般中小國家的海軍而言，綜合補給艦往往是該國最大型的軍用艦隻。
快速戰鬥支援艦
快速戰鬥支援艦（AOE）是美國海軍為了配合航母戰鬥編隊的高航速以及大編隊而設計的，可以說是綜合補給艦的強化版本，排水量大幅增加（“薩克拉門托”級為53000噸，“供應”級為50000噸，但日本的“摩周”級則是特例，隻有25000噸），各類補給物資的裝載量亦大幅提升，動力系統強勁，航速遠比一般的綜合補給艦高（“薩克拉門托”最大航速為26節，“供應”最大航速為25節），能追上航母編隊高速行進的步伐。
由于建造及使用成本高昂（動力系統皆選擇性能優秀但購置/運用成本高的燃氣輪機），也沒有需要，大多數國家的海軍均選擇建造排水量較小（30000噸以下）、航速較慢但使用成本較低廉的綜合補給艦。
世界上隻有美國的薩克拉門托級補給艦、“供應級”快速戰鬥支援艦和日本的摩周級才是真正意義上的快速戰鬥支援艦。
其他
為了節省成本，部份海軍規模不大的國家，在新建補給艦時傾向把其他船種的功能給合在補給艦上，成為多用途補給艦。例如加拿大的Joint Support Ship Project（結合補給艦+指揮艦+LPD的功能），荷蘭海軍的Karel Doorman級支援艦（結合補給艦+醫療船+LPD的功能）。
上述隻是列舉出最常見的艦型，如果以廣義來看，上述各種艦型均可稱作補給艦，但以狹義來看，補給艦一般是指AO、AOR和AOE三者，所以下面将集中介紹。另外，因為補給艦不是戰鬥艦隻，所以在歐洲國家，補給艦被歸類為輔助艦隻，船艦編号一般以英文字母A作開頭（A123、A1234等）。
武器配置
補給艦通常僅配備自衛武器，沒有強大的火力。除了步兵常用的輕武器，通常會配備重機槍（12.7或14.5毫米）、小口徑火炮/高炮（如中國的37毫米雙管高炮，美國的密集陣防禦系統、25毫米機炮）、肩托式導彈（MANPADS）、點防禦短程艦空導彈（如美國的RAM導彈），以及魚雷誘餌（如美國的AN/SLQ-25_Nixie系統）、幹擾彈等軟殺傷系統。
一般而言，快速戰鬥支援艦的防禦武器系統比較齊全，綜合補給艦次之，油船最差。現時美國海軍的補給艦均轉移至美國軍事運輸司令部管轄，因此補給艦上所有武器系統均被拆除，成為無武裝補給艦。艦名也加上英文字母T以作區别，即AOE-6變成T-AOE-6。
補給方式
縱向補給
最傳統的補給方式。就是補給艦在前，接受補給的艦隻在後，補給艦在船尾抛下帶有浮筒的軟管，接受補給的艦隻打撈起浮筒，接駁軟管，然後進行補給工作。此種補給方式已很少采用。
優點：安全性高，兩船一前一後，不易發生碰撞，技術要求低。
缺點：效率低，每次隻能替一艘船進行補給。
橫向補給
最常用的補給方式。
補給艦和接受補給的艦隻齊頭并進，從船舷（左舷或右舷）進行對接，然後進行補給工作。
優點：效率高，可同時為兩艘船進行補給工作。
缺點：安全性低，操控稍有不慎極易發生碰撞，對操控技術要求高。
值得一提的是，因為設計上的原因，美國海軍的航空母艦隻适合從右舷接受補給（也就是要從補給艦的左舷提供補給品），而驅逐艦、巡洋艦、護衛艦等則無限制，左右舷皆可。
垂直補給
運用補給艦或接受補給的艦隻上的直升機，從補給艦直升機平台上把補給品吊運至接受補給艦隻的直升機平台上。
優點：兩艦不用進行危險的近距離齊頭并進操控，安全性高，直升機速度也遠較艦艇速度快，特别适合運送對時間敏感的補給品。
缺點：容易受天氣影響。在惡劣天氣下直升機不能作業。每次運載量很少。
