戰鬥機的副油箱早在二戰時期就開始掛載了。例如美國陸軍航空隊的P-51野馬戰鬥機，為了給歐洲戰場上的B-17/B-24等遠程轟炸機護航，P-51戰鬥機都普遍攜帶可拋棄式的副油箱，這樣能保證這款戰鬥機能夠在空中續航8小時，為深入德國本土轟炸的大機群提供全程護航。
在二戰的螺旋槳戰鬥機，以及戰鬥的噴氣式戰鬥機早期時代，由於飛行速度不高，當時的副油箱十分簡單，力求在保證強度的前提下將成本降至最低，所以多采用輕質鋁合金結構。我們空軍在抗美援朝時期，由於國內電解鋁產量不夠，用於副油箱的鋁合金原料供應困難，甚至為米格-15戰鬥機研製了“牛皮紙”副油箱，借鑑我國南方的紙質酒簍的工藝，使用竹子做骨架，厚實的牛皮紙糊制，粘合劑和防滲層採用桐油和豬血，很輕，很結實，而且造價極低。
到了超音速戰機時代，副油箱的設計越來越複雜，技術要求越來越高。例如在90年代，中國南部海域形勢緊張，我們空軍要求國產殲-8B戰鬥機能巡航南海，但作戰半徑不夠，大陸最近的機場離曾母暗沙距離有1400公里。一開始準備為殲-8B戰機配備大型副油箱，延長作戰半徑1100公里，但經過數次試驗，副油箱的技術狀態無法達到使用要求，最後被迫放棄，改為研製轟油-6加油機，為殲-8B戰機實施空中加油。到了2000年以後，中航皖安機械廠才陸續研製了殲-10和梟龍戰機的大容量副油箱，以及為三代改進型戰機配備保形油箱。從2004年開始，我國還開始探索為四代機殲-20配備超大型副油箱，實現超大航程作戰的作戰能力。由此可見，看似簡單的副油箱，其實一點都不簡單。
戰機副油箱的結構並不複雜，它的內部結構其實就是一個容器加上加壓燃油泵，基本就是由副油箱和燃油泵加壓油泵組成的，油箱底部還會設置有放油開關，以便地勤人員通過放油開關放出副油箱內沒有耗盡的燃油。戰機副油箱外形呈流線型，中間寬，兩頭尖，尾部往往設計有翼面，主要就是為了減少阻力。對於非軍迷來說，往往會誤認為戰機機翼/腹下攜帶的副油箱也是導彈/炸彈。
戰鬥機在掛載副油箱後，將會優先使用副油箱的燃油，其過程一般是燃油先從副油箱被加壓燃油泵供應到戰鬥機的機體主油箱，在由主油箱的管路提供給戰機發動機，在副油箱燃油耗盡前一直保證主油箱為滿油狀態。
這主要是因為一旦戰機遇到特殊情況，需要具備較強飛行性能的時候，戰機只能說迅速“無情”的拋棄掉副油箱。攜帶副油箱會影響戰機的機動性能，遇到空戰時，戰鬥機為了保命甚至會把“多餘”的對地攻擊導彈/炸彈都丟棄掉，副油箱此時也自然成為最大累贅。
所以，戰鬥機應該首先使用副油箱內的燃油，這樣在遇到緊急情況不得不拋棄副油箱時不至於太過浪費。即使戰機發動機推力大，機動能力強，也是不建議它攜帶仍然有大量燃油的副油箱進行機動動作的。因為戰機機翼/腹的掛載點承受能力是有限的，如果掛載的副油箱太重，掛載點結構有可能會在戰鬥機高機動過程中被撕裂，引發災難性的後果。
副油箱在使用過程中可能會因為多種情況而被戰鬥機空中拋棄。一般而言，被拋棄的副油箱是不會被回收的，因為戰鬥機拋棄副油箱前往往是避開有人區域，所以回收難度較大。地面人員想要重新找回副油箱的可能性是非常低。即使是成功找回副油箱，因為它從高空跌落會嚴重損毀，不具備重新使用能力，加上副油箱造價也比較低廉，所以一般不會特意回收。
一般情況下，戰機在正常訓練中都不會拋棄副油箱的，不過，在平時戰機也有可能會因為需要迫降、遇到緊急任務時而不得不拋棄副油箱。不一定遠離有人區域，如果有幸運兒發現副油箱後，應該迅速報告當地相關部門，後續將會有部隊人員進行回收，以避免造成某些傷害。
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