航空母舰及其战斗群尽管是海上最具生命力的作战体系的核心，不过这个攻防系统并非“天衣无缝”、“无懈可击”，大有大的难处：首先，海上活动的航空母舰编队中编配的舰、机种类杂、数量多。以美国航空母舰战斗群为例，整个编队少则有7、8艘各型舰艇，多则10余艘；这些水面、水下和空中的兵力一展开，纵横几十甚至上百里海域，其雷达反射体多、反射截面大，而且红外、电磁、声响等物理场十分强，很容易被对方各种探测设施和器材所发现。尤其是航天航空技术的迅猛发展，侦察监视卫星及侦察机、无人机等的普遍应用，使得航空母舰编队始终处于它们的“众目睽睽”之下。可以说，航空母舰编队基本没有什么隐秘的战略意图可言。这既是其特点，也是其弱点。
天候制约仍是瓶颈
尽管航空母舰本身可以经受较强的风浪，在12级风浪的海况下也能够航行，但航母上的舰载机易受到海况尤其是气象条件的影响。为此，美海军规定，航空母舰舰体必须在6级海浪以下、纵倾小于2-3度、横摇小于4-6度的情况下才能起降舰载机。一旦风力达到8级，海浪达6-7级，大部分舰载机便难以起飞，此时仅有少数舰载机能够升空。即使这些飞机升空，发射武器也要受气象条件的严重影响。夜间作战能力下降也是航空母舰存在的一个弱点，夜间舰载机飞行员的飞行能力仅为白天的一半左右。统计数据表明，美国航空母舰昼间每分钟可起飞4架飞机、降落2架飞机；而在夜间每分钟仅能起飞2架飞机、降落1架飞机。还有一点不可忽视的是，即使美国航空母舰上的舰载机性能出色，单机作战力量强，但毕竟搭载和使用的飞机数量有限，难以应付敌多方向、多批次的频繁袭扰和攻击。
防火高于一切
大型航空母舰长达300多米，高达20余层，飞行甲板面积有3个足球场大，易遭对方远程精确制导武器的打击。特别是舰上的“岛”式舰桥、飞行甲板弹射器和“全天候”助降系统，常常是对方各种武器打击的众矢之的。航空母舰上设置有大量的舱室，多的甚至达2000余个，包括油舱、弹药舱、人员舱等。以美国“小鹰”号航空母舰为例，仅弹药舱就达120个。这些装满弹药的舱室和一触即发的油料舱稍不留神，便会引起火灾和内部爆炸，造成重大的损失。因此，航空母舰在受到攻击时，最怕引起火灾，并引爆舰上的弹药和燃料。
“胃口大”依赖补给
航空母舰编队的物资消耗量大，为了进行长时间的海上作战和行动，必须实施及时频繁的海上补给。通常1艘核动力航空母舰在无补给条件下只能连续作战12昼夜，而常规航空母舰则只能连续作战7昼夜。常规动力航空母舰及其舰载机每日的燃料消耗量分别达到了400吨和700吨，如按作战储油量不得低于满载油量70%的规定，美国航空母舰平均每4天就要补给一次。航空母舰舰载机的弹药消耗量也很大；除正常消耗外，飞机降落前必须将机上没有使用完的弹药抛射掉。不仅舰、机燃料、弹药消耗量大，弹射器的消耗对航空母舰战斗群的持续作战能力影响也不小。如美国航空母舰上普遍使用的MKC-13-1型蒸汽弹射器每弹射一次，就需要消耗淡水1.5-2吨。
为了适应各种舰船物资补给的需要，通常航空母舰编队中需要配备1∶4的专用补给船，而这些补给船往往是对方的打击目标。进行海上补给时，补给舰船与被补给舰船之间的航向需要相对固定，航速也要降低，只能以5-10节的速度航行；而且是多艘舰船并列航行，舰船之间距离间隔几十米，彼此机动困难。此时，由于舰载机起飞受到一定的限制，不利于组织有效的对空防御，加之补给舰船的加入，会使整个航空母舰编队的雷达反射体更多，反射截面更大，更容易被敌方探测发现。此时，航空母舰编队的航行的水下噪声也随之增大，易被对方潜艇发现和攻击。
对付核潜艇仍是难题
航母编队作为一个完整的作战整体，可以执行防空、反舰、反潜、对岸攻击、两栖作战、反水雷作战、电子战等，而且在不少情况下，航空母舰能够担负的作战任务，核动力潜艇难以胜任。例如，航母能有效地执行探测预警任务，而核潜艇却不能。大中型航空母舰上一般都搭载有多架预警机，即使小型航母也大都载有预警直升机。人们很熟悉的美国“尼米兹”级航空母舰上通常载有4-5架E-2C“鹰眼”式预警机，机上装有先进的预警雷达及其他电子设备，用于预先发现目标，并作为空中作战指挥中心。该机能够发现460千米远的来袭飞机，270千米远的来袭导弹，能为航母编队提供15分钟以上的预警时间。
但进入新世纪以来，各种高新技术和新概念武器装备的问世与运用，使得核动力攻击型潜艇的隐蔽性、强大威慑力、远程核打击能力进一步提高，利用深厚海水和水下暗幕的有效庇护，核动力潜艇利用长时间的水下潜航，常能躲过对方侦察监视卫星和侦察飞机，以及无人机的侦察与监视，使对方难以实施搜寻和有效防范，因而具有难以捉摸的巨大威慑力和超强核打击力，而这一点正是航空母舰的“弱项”。很多人认为航空母舰本身过于个大体硕，再加上编队中前呼后拥的护卫舰船，在海上行动中太招人耳目，十分容易遭到对方的袭击。而且航空母舰上的自卫武器相对较少，在遭到敌方饱和攻击时，常常难以招架，生存能力受到严重威胁。
此外，有专家认为核动力攻击潜艇是对付航空母舰的“最佳杀手”。虽说迄今为止双方没有经过实战较量，但核潜艇固有的超常打击威力，再配上目前世界上较为先进的核动力攻击潜艇普遍采用了先进的消音降噪技术，使得它在水下航行时发出的噪音极小，很容易融入海洋背景噪音中，常令航空母舰编队难以探测、跟踪与反击。而且，当今世界各国的核动力攻击型潜艇均携带有大量的潜射反舰导弹和鱼雷，其数量多在20枚以上，攻击力极强。哪怕只有一两艘突破航母反潜警戒圈、到达攻击阵位，就足以对航空母舰产生相当的威胁。由于航母自身的防御能力相对不足，在一定条件下，多艘核潜艇仅凭自身携带的反舰导弹和鱼雷，即可对航空母舰展开饱和攻击，使航空母舰防不胜防。
