当時の潜水艦はどれも「ここぞというときに潜れる可潜艦」程度の潜航性能であり、搭載機を発進・回収する際には必ず浮上せねばならない上に搭載機が戻ってくるまでは進路を変更することもままならず、航行してしまうと敵に発見されたとしても潜れない（多くの場合、万一の場合は潜れるようにその場を動かずに待った）。

そして搭載機を増やせば増やすほど艦は巨大となり、潜水艦唯一にして最大の武器である隠密性を損なっていった。

そうまでして積み込んだ専用設計の特別機を、つい最近まで世界最大の通常動力潜水艦だった巨体をもってして搭載数3機である。

空母どころか巡洋艦とどっこいどっこいの搭載機のために潜水艦として相当無理をする必要性のある潜水空母は実用性に乏しく、空母としての航空攻撃力を持つには至らなかった。

日本海軍は潜水艦の性能として偵察・哨戒能力と敵水上戦闘艦への攻撃能力を重視していた。これは仮想敵である米軍の大艦隊が太平洋を進攻してくるのに対し、潜水艦で哨戒網を張り、敵の機先を制して奇襲攻撃をかけ、しかる後に航空機で叩く漸減作戦を方針としていたためである。

そのため日本は潜水艦に対して高い水上速力と偵察能力を求めた。複数の巡潜に水上機を搭載していたのはこのような理由からである。日本の潜水艦はどちらかというと潜水艦というよりも潜れる偵察巡洋艦なのである。

なお遣独潜水艦のエピソードから、よく日本の潜水艦は水中騒音に無頓着だったと言われがちであるが、日本の潜水艦は排水量や出力の点で英米艦に比べて数割増し、ドイツ艦とは倍ほども違うことは留意されるべきであろう（それでもうるさい艦はうるさかったらしいが）。ちなみにドイツでも潜水空母は計画された（UボートXI型）が、建造されることはなかった。

このような実態であり、後述のように伊400型は搭載機の発進前に終戦となったため、「潜水空母」としての戦果らしい戦果は「伊25」潜搭載の零式小型水上機が米本土オレゴン州の奇襲攻撃を敢行し森林火災を発生させた例のみ。ちなみにこれは現在までに軍用機が米本土爆撃に成功した唯一の例でもある。

大型潜水艦スルクフ

潜水艦としては空前絶後の20cm砲を搭載していたことから珍兵器の一つに数えられるフランス海軍の大型潜水艦「スルクフ」は専用の水上機MB.411を搭載できた。スルクフについてはもっぱらその巨砲が注目されるため潜水空母と呼ばれることはあまりないが、世界初の航空機搭載の実用潜水艦である。

「スルクフ」自体はその巨体を活かした航続力から船団護衛にそれなりに重宝されたものの、MB.411が実戦で役に立ったという例は知られておらず、自慢の主砲ともども無用の長物であった。

ドイツ軍の爆撃によりMB.411は1941年の暮れに損傷し、部品がないために修理に手間取り、母港に留め置かれたままとなった。「スルクフ」は1942年に衝突事故で沈没し、母艦を失った水上機は放置されたまま朽ち果てていった。

「潜水空母」伊400型

日本海軍の伊400型（とこれを補う伊13型）は専用の特殊攻撃機「晴嵐」を搭載するために開発され、潜水空母と呼ばれることもある。伊400型は終戦間際に完成し敵泊地襲撃のため出撃したが、戦闘開始前に終戦を迎え、実戦を行うことなく廃棄処分された。

第二次大戦終結後

実は東西冷静真っただ中の1946年と1952年にアメリカが潜水空母の建造を計画したことがある。

1946年の計画ではXA2J爆撃機2機あるいはF2H戦闘機4機を運用するもので、伊400型同様に敵基地強襲を想定していた。実現していていればタイフーン級をもしのぐ巨大潜水艦になっていた。

1952年の計画ではF2Y戦闘機あるいはA-4攻撃機を3機搭載するもう少し現実的な構想だった。

しかし冷戦時代以降、潜水艦にミサイルを搭載することが可能になると潜水艦に有人航空機を搭載する意義は希薄となり、潜水空母が開発されることも無くなっている。

ミサイルの一種である巡航ミサイルは無人航空機の一種とも見られるため、ある意味では巡航ミサイル潜水艦は潜水空母といえるかもしれないが、ALCM(空中発射型巡航ミサイル)を搭載した爆撃機が空中空母と呼ばれないように、巡航ミサイルを発射可能だからといって潜水艦が潜水空母と呼ばれることはないだろう。

ちなみにアメリカ海軍最初の艦対地ミサイルである「レギュラス」は、甲板上の発射機から射出する形態で発射する際には浮上させる必要があるなど潜水空母の名残を感じさせる仕様だった。

冷戦終結後、戦略型原子力潜水艦の存在意義の向上と弾道ミサイル等に使用するVLSの空きを利用し、無人航空機の発射管として利用する計画がロッキード・マーティン社とスカンク・ワークスにより進められていた。(潜水艦発射回収式多目的無人航空機、MPUAV)

発進から回収まで浮上を必要としないなど過去の潜水空母の問題点の解決はしていたが、それ以外の解決しなくてはならない問題は多く、実用化せずに計画は凍結された。

2013年にも同様の計画の実験が行われており、米海軍研究事務所(ONR)の研究により、魚雷発射管からの打ち上げに成功している。

架空・空想の潜水空母

ブラウザゲーム・艦隊これくしょん

前述の伊400の二番艦伊401の他、何名かの潜水艦娘が潜水空母に改造可能。

二次創作では空母娘がスクール水着を着用しているイラストに付けられたりしてる。

なお、海上自衛隊の帝国海軍空母の艦名を継承した潜水艦の艦これ風擬人化イラストに付けられることは少ない。(そういう運用してる訳ではないからだろうが)

紺碧の艦隊・旭日の艦隊

紺碧艦隊：『前世』の記憶を元に構築された「潜水艦隊決戦思考」により、大和型建造の予算を転用して作られた潜水艦隊。初期に配属されたすべての艦が何らかの航空機運用能力を持ち、規模こそ小さいもの航空機動艦隊としての機能を有している。

初期の編成は次の通り。

特潜伊601 富嶽号:紺碧艦隊初代旗艦。特殊水上攻撃機『雷洋』2機を搭載。
潜伊500型：前世における伊400の後世版。水上戦闘爆撃機『春嵐』3機を搭載。全3隻。
潜補伊700：補給潜水艦。電子水上偵察機『星電改』2機を搭載。1隻のみが建造されたが、「新・紺碧の艦隊」、「新・旭日の艦隊」では2隻が追加建造されている。

なお全ての艦がワルター機関＋ウォータージェットポンプ推進というチートスペックである。

もっとも航空機を運用していたのは序盤までで、中盤からはほとんど潜航して活動しているが。

紺碧艦隊に新たに編入された2隻はいずれも航空機の運用能力は有していなかった。

またOVAのみ海中要塞「鳴門」にも二式水上戦闘機の運用能力があった。

スレイブニル

後世ドイツ国が開発した奇襲用潜水空母。

噴式極地戦闘機『シブ』6機を搭載するQ型、奇襲爆撃機『マグニ』3機を搭載するR型、全通飛行甲板を有するS型の3形態が存在する。

R型はマグニの発艦は可能だが回収はできない仕様のため、着艦・回収はS型が受け持つ形になっている。

終盤にはV2ロケットの運用能力を持つV型が登場した。

鋼鉄の咆哮

超巨大潜水空母「ドレッドノート」

「鋼鉄の咆哮３ウォーシップコマンダー」に登場する連合軍の超兵器であり、推定全長350m近くもある超巨大潜水空母。

船体上部に可動式の飛行甲板を持ち、これを稼働させアングルドデッキのようにすることで固定翼機の運用が可能。ちなみにエレベーターは2基。

ゲーム中では最大30部隊（機数で換算すると150機）もの航空機を搭載している。

ドレッドノート自体も魚雷やVLSなどの武装の他、戦艦級に匹敵する重装甲も備えているため、通常潜水艦を遥かに上回る戦闘能力を持つ。

なお「ドレッドノート」という名の超兵器は旧作から登場しており、旧作では「超巨大潜水戦艦」という艦種であり、甲板上に45.7cm砲を装備しているが航空機の運用能力はなかった。

また本作限定ではあるが、プレイヤーも航空甲板を備えた潜水空母を設計することが可能である。

エースコンバット

普段は潜航している＝攻撃できる時間が限られるという特徴から何度か潜水空母が強敵として登場する。

シンファクシ：シンファクシ級潜水空母のネームシップで、「5」に登場する敵側(ユークトバニア連邦共和国)の巨大潜水空母。浮上時には対空機銃や対空ミサイルなどの対空防御兵器に加え、VTOL機の運用能力を持つが航空機運用能力はむしろおまけでしかなく、真の脅威はVLSから発射される「散弾ミサイル」。
リムファクシ：シンファクシ級潜水空母の2番艦でシンファクシの姉妹艦。改良によって艦載機が無人化されており、潜行中であっても発艦してくる。
シンファクシ級潜水艦：インフィニティに登場する。「5」のリムファクシ同様に無人機の射出が可能だが、浮上中しか射出できない。散弾ミサイルは「5」より弱体化している。
アリコーン：ユークトバニアが廃棄しそれを買い取ったゼネラルリソース経由でエルジアに売却した戦略級ミサイル潜水空母「プロイェクト・アリコーン」を改修して完成させたアリコーン級潜水航空巡洋艦のネームシップで、「7」のDLCミッション3部作に登場するエルジア海軍の巨大潜水空母。浮上時には対艦ミサイル及び主砲の200㎜レールガンに加え、2本のカタパルトからラファールMの発艦を行うことができる。