圖註：伊爾78空中加油機
就我軍未來發展空中加油機而言，運-20的出現具有非常重要的意義。長期以來，而我軍唯一的加油機是在轟-6基礎上研製的轟油6。因為平台過小，載油量有限，嚴重影響了其加油能力。轟油六的最大加油量只有30噸，通常是20噸，在距基地1000公里的地區，供油能力還不到10噸，只能為2-4架飛機實施一次性空中加油，這基本不具備重大戰術價值。
我軍也嘗試從國外進口伊爾-78加油機，該機由伊爾-76運輸機改進而成，能夠搭載92噸油料，同樣在1000公里距離上進行作業時，供油能力能達到60噸。但是由於俄羅斯方面的原因，兩架伊爾-78加油機直到2016年才加入了中國空軍。裝備數量太少，同樣難以派上大用場。
作為優秀的大飛機平台，以運-20的起飛重量，該機大概能夠提供90噸左右的油料進行加油作業。由於運-20的氣動更加優秀，在同樣裝載重量下的航程還要優於伊爾-78。當運-20改裝的加油機服役後，我國海、空軍戰機的作戰半徑將得到極大的擴展。
從改裝方案上來看，運-20可以借鑑國外在軍用運輸機基礎上改加油機的方案，如俄羅斯伊爾-78加油機和歐洲宇航防務集團A400M加油機，在運-20機翼下方各加裝
1具空中加油吊艙，具備兩點如油能力，也可以在後機身左側或和右側加裝1具空中加油吊艙。
具備為大型受油機加油的能力，這種方案基本不對飛機的機體結構和貨艙內部進行改動，保留空投、空降功能，其空運、空投、空降等能力與原運輸機基本相當，為增加載油能力，還可在貨艙內加裝貨盤油罐或油箱。這種方案最大的優點是技術難度相對較低，工作量相對較小，研製周期相對較短，研發經費也相對較少，並且，其在功能上相對更為全面，無論戰時平時，既可作為加油機使用，也可作為專用軍用運輸機使用，特別是保留了大型軍用運輸機的空投空降能力，以及尾大門所提供的輪式裝備自行卸載能力，能夠更全面緩解軍用運輸機的任務壓力。
從中國空軍目前對空中加油機需求的急迫程度來看，完全可以採用這種方案，甚至直接移植轟油-6的空中加油系統，在機翼下方吊裝RDC-1空中加油吊艙。這套方案已經非常成熟，短時間內就可以改裝成功，小批量生產供中國空軍使用。
當然，這種改裝方也具有很大的缺陷，主要是作為加油機使用時，由空投空降設備，尾大等帶來的結構“廢重”較大，載油量和外供油量相對較少，因此效能不夠高，燃油經濟性也較差。因此，未來運-20還可以借鑑歐美國家利用空客A330、波音767等民用運輸機改裝加油機的成功經驗，在大型軍用運輸機的基礎上，去除空投空降能力，保留一定的空運能力。增加並強化空中加油能力。除了加裝空中加油吊艙之外，還可以加裝1~2套機身中心錢加油平合，在機身內加裝機身油箱和貨盤油箱，要提高飛機總載油量。除此之外，拆除空投空降平台，取消尾大門並對機體進行修型，減小飛行阻力並進一步增加機內空間。
採用這種改裝方案可以使運-20變成完全意義上的空中加油平台，載油量和加油效率都得到進一步提升，不過因為要對飛機平台進行大量改進，工作量非常大，研發周期很長，所以相關研製單位可以對這種方案提前進行研究，待時機成熟時正式進行型號研製。
