1、固定翼（fixed wing）。平时坐的波音747空客A380，还有F-16歼-15之类的都是固定翼飞机。顾名思义就是翅膀形状固定，靠流过机翼的风提供升力。动力系统包括桨和助推发动机。固定翼根据机翼尺寸的不同还有很多小的分类，在此不细说。固定翼飞行器的优点是在三类飞行器里续航时间最长、飞行效率最高、载荷最大，缺点是起飞的时候必须要助跑，降落的时候必须要滑行。固定翼是自稳定系统，简单说就是固定翼飞上天、助推发动机稳定工作之后，不需要怎么控制，固定翼就能自己抵抗气流的干扰保持稳定。此外对于飞行器姿态控制来说，固定翼是完整驱动系统，意思是它在任何姿态下可以调整到任何姿态，并且保持住这个姿态。
2、直升机（helicopter）。特点是靠一个或者两个主旋翼提供升力。如果只有一个主旋翼的话，还必须要有一个小的尾翼抵消主旋翼产生的自旋力。为了能往前后左右飞，主旋翼有极其复杂的机械结构，通过控制旋翼桨面的变化来调整升力的方向。动力系统包括发动机、整套复杂的桨调节系统、桨。直升机的优点是可以垂直起降，续航时间比较中庸，载荷也比较中庸。缺点是极其复杂的机械结构导致了比较高的维护成本。直升机是不稳定系统，飞上天之后如果不施加控制，一阵风吹来就翻了。不过还好的是，直升机也是完整驱动系统，可以自由调整姿态。这是因为直升机的桨面不但可以产生相对机身向上的推力，也可以产生相对机身向下的推力。而且直升机没有失速的问题，什么时候都能调整姿态，可以在天上如散步一般自由运动。所以直升机虽然不稳定、很难控制好，但是姿态翻了的时候完全可以控制回到正常的姿态。
3、多旋翼（multi-rotor）。四个或者更多个旋翼的直升机，也能垂直起降，但是通常只有直升机叫直升机，多旋翼就叫多旋翼，而不叫多旋翼直升机。四旋翼特别叫做quadrotor。多旋翼机械结构非常简单，动力系统只需要电机直接连桨就行。下图是直升机的动力系统结构，再下图是多旋翼的动力系统结构。不懂机械的人也能看出多旋翼简单得多。多旋翼的优点是机械简单，能垂直起降，缺点是续航时间最短，载荷也最小。多旋翼是不稳定系统，也不是完整驱动系统（或者叫欠驱动系统）。它的桨只能产生相对机身向上的升力。所以它不稳定、很难控制好，飞行器翻过来之后基本没办法控制回来，就坠机了。
上述飞行器作为系统有稳定不稳定、驱动完整不完整的区别，所以固定翼和直升机让人控制难度相对不高；多旋翼让人来控制难度相对高，最好有自动控制器来控制飞行器的姿态。对于自动控制器，固定翼的自动控制器比较好做，直升机和多旋翼的自动控制器比较难做。让事情更加难办的是，飞行器自动控制器通常需要惯性导航系统获取自身的姿态，而在20世纪90年代之前，惯性导航系统一般是十几公斤的大铁疙瘩。为了把这么重的东西放到一个多旋翼飞行器上，飞行器的载荷必须很大，可是人们发现，不管是用油机还是电机做多旋翼飞行器的动力系统，都很难得到足够的载荷。同时，因为固定翼和直升机已经很够实际使用了，所以没有人愿意多花功夫去研究多旋翼飞行器这个棘手的问题。很长一段时间里，只有美国一些研发性的项目做出了多旋翼飞行器的样机。
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