空中加油难度非常大，尤其是对接过程。加油机和受油机各自在空中进行高速运动，即使是在晴空万里的条件下，加油机尾部的絮流、不可预见的风切变等因素都会让两机的相对位置随时发生剧烈变化。而无论是硬杆还是软管，最终完成对接的精度都是在三维空间里以分米计的（软管锥套直径91厘米，硬杆受油口的宽度更是只有30厘米）。
如果是夜间或者恶劣气象环境，甚至碰上受油机战损或者燃油即将耗尽，事情就变得更加复杂。这就好比两个人在黑灯瞎火的颠簸山路上一前一后飞快地骑自行车，一个人要用绑在长棍子顶端的打火机去点着身后那个人嘴上叼的烟，还不能乱戳烧到人家的脸，没有杂技团的本事这是很难办到的。
为了帮助加、受油机空勤人员完成加油作业，在加油机和受油机上设有很多辅助标志和灯光信号装置。
加油杆
每个型号的加油机配备的加油硬杆规格都略有不同，下面以KC-10为例。
KC-10加油杆的外杆长11米，可伸缩的内杆长7米，当内杆完全伸出时总长度达到17.75米，比F-18C的机身还长。在加油杆上装有内部通信系统，只要受油机也配备相应设备，对接后双方就可以进行更保密的有线语音通话。
具体加油流程如下：
- 受油机进入预备位置后，加油操纵员将加油杆放下，内杆伸出约3.6米；
- 得到允许后，受油机从预备位置前进到对接位置并保持稳定。如果受油机无法保持固定间距，将触发紧急脱离程序以避免空中相撞。这一过程中加油机飞行员需随时准备断开自动驾驶，以防止突发状况导致两机距离过近；
- 加油操纵员控制小翼以缓慢且稳定的速度（约每秒1英尺）将加油杆伸向受油机的受油口；
- 对准后伸长内杆插入受油口内部，受油口里的卡扣将加油杆锁定，完成对接；
- 受油机在加油过程中必须将相对位置保持在加油杆的操作包线内。
加油机的数字电传操控系统配备了自动负载缓解系统 - ALAS，可以减轻加油杆和受油口的径向压力，并维持在一个较低的恒定水平。
加油杆上还装有独立断开系统 - IDS，如果正常的电信号系统发生故障，受油口卡扣无法解锁，IDS将启动，用压缩空气缩回加油杆喷嘴两侧的卡扣，以避免用蛮力解脱拉坏加油杆。
采用空气动力学控制的加油飞杆具有自己的操作包线，可以在有限的范围内前后移动，并允许受油机进行一定的俯仰、滚转和偏航机动。所以硬杆加油在两机对接后并不是刚性连接，而具备一定的位置调整空间，以适应气流颠簸。ALAS系统持续监控对接点的应力状态，在超出限额破坏硬件之前会自动断开。
