严格来说，“空军一号”只是一个象征性的称号，在美国空军内部，它不区分飞机的种类与数量，只要是美国现任总统的座机，都统称为“空军一号”。也就是说只要是隶属于美国空军的飞机，无论哪架，只要美国现任总统乘坐，从登上飞机的那一刻起，该飞机即被称作“空军一号”。
美国总统最常用的是两架VC-25A飞机，尾号28000和SAM29000。两架飞机是改装过的波音747-2G4B民航机。
“空军一号”机尾部分印着星条旗，机翼上有美国空军的标记和英文缩写。前舱门的右下方有一个巨大的美国总统徽章。
空军一号的所有飞行都属于空军的军事行动，由位于马里兰州的安德鲁斯空军基地的总统飞行组负责。
VC-25A（波音编号747-2G4B）是过去23年以来4任总统的空中运输专机。这两架飞机配置相同，都能胜任空军一号的使命。它们功能强大，但也许在普通市民眼中有些奢靡。在今后一段时间内，奥巴马将继续使用前任们乘坐过的两架VC-25A。2011年美国空军对空军一号的后继机进行了初步研究，但在第二年因没有经费而作罢。由于美国国会没有批准2013财年的这项军事预算，所以研究工作正处于停顿状态。
美国空军参谋长诺顿·施瓦茨将军说，飞行白宫的替换项目是“低优先级”的。这种飞机的设计使用寿命是20年，相当于20000架次飞行或增压循环和60000飞行小时。尽管该机服役已超20年，但后两个指标还远未达到。
关于最后一项指标，根据2011年10月的数据，每架VC-25A记录了7100飞行小时，平均每年仅360个小时。按照这个速度，总统专机还能再飞146年。
军方在研究VC-137C的后继机时，波音747-200已是过时的设计了。当时日本选择了第二代的波音747-400作为首相专机，该机是数字时代的设计，更为现代化。美国空军最初选择第一代波音747是因为4发布局，并且想在飞行机组中加入导航员和无线电操作员。同时空军要求该机的发动机能与洛克希德L-1011“三星”总统专机方案通用。尽管L-1011在80年代中期已经停产，但仍被作为竞争方案入选。
1986年7月美国空军订购了两架747-2G4B总统专机。当VA-25A取代VC-137C（波音707-320B/C）时，和人们预料的恰恰相反，空军一号可起降的机场数量并没有降低。新机在某些情况下，减少载油量后起飞滑跑距离以比VC-137C短了35%。VC-25A还能满足许多机场严格的噪音标准，而这是肯尼迪、约翰逊、尼克松、福特、卡特和里根总统乘坐过的VC-137C所无法企及的。
两架VC-25A分别获得了86-8800和86-8900的序列号，后变为82-8000和92-9000。但涂装上并没有标出全部序列号，只是28000和29000，延续了两架VC-137C26000和27000简化序列号的传统。
1987年5月16日首架VC-25A在波音华盛顿州埃弗里特工厂进行了处女航，第二架也在10月29日升空。随后波音飞行员驾驶她们抵达堪萨斯州威奇托进行设备安装。罗纳德·里根原本有望成为首名乘坐VC-25A的总统，但因推迟交付而未能实现。
VC-25A需要抵御核爆产生的电磁脉冲（EMP），使机载计算机驱动器和电子设备免遭破坏。而正是这项改装的耗时超出计划，1989年1月20日乔治·H·W·布什总统就职时两架专机还未就绪。
VC-25A安装4台通用电气F103-GE-180（美国空军编号）涡扇发动机，民用编号CF6-80C2B1更有名，单台推力25741千克。VC-25A为发动机准备了异常多的润滑油，因为润滑油、机组人员疲劳度和空中加油机的可用性决定了专机在一次长时间危机中的滞空时间。此外VC-25A在机鼻还设计有空中加油座。
VC-25A经常进行小规模升级，比如新型防御系统。92-9000号机在2012年被发现安装了5个可发射脉冲红外信号对抗热寻的导弹的ALQ-204“斗牛士”干扰机。“斗牛士”不是什么新发明，VC-25A还有其他尖端设备——其中有安装在尾部的AAR-54导弹告警系统，可探测并跟踪接近的威胁，并把数据提供给飞机上的两个AAQ-24“复仇女神”DIRCM（定向红外对抗）红外干扰机。VC-25A还安装了之前未见过的轻型多功能保形天线，可用于各种卫星及其他通讯。
1990年12月20日第二架飞机也交付了。比尔·克林顿和乔治·W·布什总统都曾使用过这架飞机。2001年9月11日美国遭遇恐怖袭击，VC-25A在这天执行了重要任务。空军一号在返回华盛顿特区前载着乔治·W·布什总统从佛罗里达州飞到路易斯安那州，然后是内布拉斯加州。之所以列出空军一号在9/11事件中的形程是因为这提醒了我们总统专机并不是仅仅涂上了军用机徽的客机，她们一直都是为战时任务而生的军用飞机。除作为运输机外，空军一号更是一所飞行指挥部，承担了许多之前波音E-4B的指挥和控制任务，后者也是747-200的改型。9.11期间，待命在佛罗里达州坦帕附近迈克迪尔空军基地的VC-25A82-8000被指定为布什总统的专机。由于姐妹机92-9000正在威奇托维护，所以总统的备份机是一架C-32A——波音757-200军用型。
空军一号通讯能力不足的问题促使美国空军耗资5800万美元研制总统数据系统（PDS），以增强两架VC-25A的带宽、卫星通信和视频会议能力。并计划在2013财年进行第二轮通讯能力升级。
上任的美国总统贝拉克.奥巴马的“空军一号”，产品编号为VC－25A，正式名称为“波音VC—25A”。是在波音747-200客机上改造的，造价达35亿美元，机长70米，重375吨，高20米，相当于六层楼高。“空军一号”时速1128公里，飞行高度是13,750米，续航能力达10000公里，飞机配有四台通用电气CF6-80C2B1型喷气发动机，单台推力25,700千克。最快时速在1010-1120公里之间，需要时可在空中加油，可连续飞行7天。它每天24小时都处于准备起飞状态，18名机组人员和最精密的仪器，使它能在任何时候、任何地方与白宫进行最紧密的联系。
空军一号主要改装了飞机的内部装潢和设施，以更适合总统在空中行使其职责，飞机上有休息区、办公区、两个厨房、一个手术台、药房、通讯系统、电话和电视机等。此外还特别为总统的家人、白宫员工和媒体记者保留了空间。在诸如核战争等紧急状态中，空军一号也可以成为一个军事命令中心。此外还加入了空中加油的设备以及反地对空系统。
美国的“空军一号”是名副其实的“空中白宫”，奉行“总统在地上能干什么，在空中也照干”的原则，也被称为“飞行的椭圆型办公室”。机上共有近400平米的空间。总统拥有一个“总统套房”，起居室内有席梦思床、真皮沙发、高级地毯、电动窗帘等；套房内还有一间浴室，淋浴设备齐全，总统可以舒舒服服地享受。起居室的隔壁就是总统椭圆形办公室，另外还有一间工作室，里面配有最新的录影设备、投射荧幕、地图。专机上还有第一夫人专用房间、高级官员房间等。机身中段是供总统助手、记者及其他工作人员使用的休息室。
“空军一号”有370立方米的内部地面空间。除了所有座椅上的安全带以外，它看上去更像一个酒店或行政办公室，而不是喷气客机。最下层的机舱通常用作货舱。大多数乘客房间位于中层机舱，而上层机舱主要用于装载通信设备。
工作人员聚集在一个大会议室里，其空间相当于总统餐厅的两倍。高级工作人员有自己的办公区，其余的也有其工作和娱乐的空间。随行的记者有单独的活动区域。另外还有大量房间供机务人员工作使用。总之，“空军一号”可充裕地容纳70名乘客和26名乘务人员。
“空军一号”上的下层空间还有一个大餐厅和两个具有现代化功能的“空中厨房”，可以同时满足100多人的就餐需要。机上还有一个医疗中心，配有一个可折叠的手术台。医疗中心的所有设备完全是采用最先进的尖端器材，遇到任何紧急状况，它都能立即发挥急救功能，甚至比一般的医院急诊室更为现代化。“空军一号”上的食品采集属于随机模式，为了保证总统的食品安全，通常会在飞机起飞的当天早上，或者前一天晚上去普通超市采集，避免恐怖分子的蓄意破坏。
“空军一号”同时也是“空中五角大楼”，担任临时的美国三军空中指挥中心。机上配备了完善的通讯系统，能为美国总统及其助手提供全球各地正常或机密资料的传送和接收。机上各种电线长度达到3000公里，配置了87条电话线、10台高级电脑、1架大型复印机、1台传真机，以及57架各类天线。机上装配了具备空对空、空对地功能的多重脉冲频率无线电通讯设备，其主要功能是当“空军一号”在遭遇核爆炸影响或外来电波干扰时，保证机上人员的安全和通讯设备的畅通运作。
军事专家认为，美国的“空军一号”堪称世界上最精密、最具毁灭力的航空器。它的电子对抗系统可以干扰敌方雷达，迷惑导弹的瞄准系统，使其无法锁定目标。
据英国《简氏防务周刊》介绍，“空军一号”还配备有一套定向武器系统，可以确定来袭导弹的方位，并发射激光或红外线光束，破坏导弹的制导系统。“空军一号”的探测设备也十分完备，能够与天基和陆基侦测网配合，及时发现具有威胁性的空中目标，并及时通知最近的美军或盟国战机提供空中支援。
“空军一号”上具有空对空、空对地功能的脉冲频率无线电通信设备，可在受到核爆炸影响或外来电波干扰时，保证机上人员的安全和通信设备的正常运转。在不进行空中加油的情况下，“空军一号”的航程可达11,490公里，在空中滞留的时间约为12小时；如果进行空中加油，则可在空中滞留72小时，足以将美国总统送往全球任何一个地方。
把“空军一号”称作“空中飞行的白宫”，一点也不言过其实。它每天24小时都处于准备起飞状态；18名机组人员和最精密的仪器，使它能在任何时候、任何地方与白宫进行最紧密的联系；举凡总统所需要的一切服务，它都可以提供。
可以说，美国空军一号是世界上最精密、最具毁灭力的航空器。使用的两架波音747－200B“空军一号”专机是里根总统订购的，由波音公司制造，它们均于1991年交付使用，造价4.1亿美元。这架波音747—200型新机，专供总统私人使用。光是从2001年的9月份开始，这架飞机已搭载美国总统飞行了17万多公里的路程。这架飞机有六层楼高，可搭载25名幕僚，有可容纳75名乘客的普通客机那样的宽敞空间，一次起飞可携带约2000份餐点。
机舱大约有一千多平方米，有足够的地方，可以来回走动、睡眠、伸展身躯和用餐，完全和一个高级办公场所一样。如果遇到军事方面的紧急情况，这架“空军一号”会立刻由电磁雷达设备中获得传讯的保护，所有的电缆会立即被停止。另外，一种质材特殊、不易识别的地型金属荧幕会覆盖住所有的窗子，好使飞机本身不易被查觉追踪。这架飞机还有空中加油的能力，可持续飞行，而不必降落地面添加油料。只要总统一声令下，空军一号可载他前往任何地方，并给予最完善的服务。
事实上，“空军一号”专机有两架，即主机和副机，两架一模一样。若主机发生故障，总统可以随时换乘副机。当遭遇导弹袭击时，副机机体能自动发出一种电磁波，用来吸引攻击，保护总统专机脱险。所以这两架专机总是“前后脚”落地，奥巴马到底在哪架飞机上则没人知道。
美国在世界上树敌太多，因而美国总统则就成了国际恐怖主义的首要攻击目标。因此，“空军一号”上可以说拥有世界上最先进的反导弹系统。空防人员坐在装有各种电子显示仪和屏幕的工作台前，可以监视专机四周的所有空间。一旦发现导弹袭击，他们立即轻轻巧巧启动几套电子干扰系统，诱使导弹改变方向，从而确保“空军一号”的安全。此外，“空军一号”降落在跑道上滑行时，总统和代表团成员可以通过卫星电视观察机场欢迎群众的场面。专机停泊后，它可以成为总统和代表团的通讯指挥中心。
通常在总统登机前，安全部门阿萨德总要派出一队工作人员，检查并在飞机燃油上做好标记，以防有人破坏。另一队人员还要检查跑道，在总统登机或是下机时如有危险，这些人将立刻开枪。此外，每次“空军一号”起飞前，都有另一架飞机先行起飞，机上往往装载着总统的豪华防弹轿车和一大堆轻武器弹药。只要运载总统的主机飞到哪里，备用的副机就跟到哪里。如果主机发生机械故障，总统可以随时换乘备用专机。另外，美国总统出国访问时，至少还有1架国家情报局的通讯飞机陪同，目的是监测可能来袭的导弹电波。此外还有2架总统直升飞机、多架“大力神”军用运输机以及10辆防弹汽车随行。
“空军一号”机身上覆盖的厚装甲可以抵御核弹爆炸的冲击波；所有窗户上都安装着防弹玻璃；专机内还有一个自动弹射装置，遇到紧急情况可以自动启动，把总统弹到安全的地点降落。
“空军一号”还拥有世界上最先进的反导弹系统，专机上的ECM电子对抗系统可以干扰敌方雷达，迷惑导弹的瞄准系统，使其无法锁定目标。对于热寻的导弹，“空军一号”也自有妙招，当这种导弹来袭时，“空军一号”可发射出大量信号弹，诱骗热寻的导弹转而追踪明亮炽热的信号弹。因而，它也被称为“世界上最安全的飞机”。
2014年11月2日，美国总统奥巴马在准备返回华盛顿时，其专机“空军一号”出现故障，导致奥巴马不得不换乘另一架备用飞机。美国白宫发言人舒尔茨说，在宾夕法尼亚州费城，由于总统专机“空军一号”的机翼部位被检查出轻微的机械故障，奥巴马及其随行人员临时改乘C-32飞机返回华盛顿，行程没有受到影响。
当地时间2014年11月2日，奥巴马首先前往康涅狄格州，参加中期选举的拉票活动。他随后飞往宾夕法尼亚州，参加另一场竞选拉票活动，最后返回华盛顿。
2015年1月28日，英国媒体报道，美国空军部长詹姆斯发表声明称，将用波音747-8型商用客机取代总统专机“空军一号”。
奥巴马所乘坐的“空军一号”是特殊配置的波音747-200Bs。该型号的飞机较为陈旧，生产日期要追溯到20年前。由于“空军一号”必须是宽体客机且配备四引擎，只有两种机型可选，一是美国生产的波音747-8，二是法国生产的空客A380。
美国空军选择了波音747-8。“波音747-8是唯一在美国国内制造的飞机，被完全赋予使命后，能具备执行支援总统任务的必要能力，”詹姆斯在声明里说。波音公司对这一决定表示欢迎。
空军方面表示打算与波音签署独家合同，但双方还是要就合同展开谈判，同时要进行改装以适应总统专机的要求。包括成本在内的新合同的细节都没有公布。
据悉，新型号的“空军一号”在2018年前不会投入使用，也就是说奥巴马在任期内不会乘坐到新型号飞机。
2018年7月17日，美国总统特朗普透露，他计划改变新一代“空军一号”的外形设计——换掉蓝白相间的经典造型，印上美国国旗的红白蓝三色。
