伊利沙白女皇級航空母艦構圖開發歷程
皇家海軍現役的三艘無敵級航空母艦無敵號（HMS Invincible R05），卓越號（HMS Illustrious R06）與及皇家方舟號（HMS Ark Royal R07）均為冷戰時代以反潛作戰為主要任務的艦艇，建造之時便被設計成北約聯合艦隊的一部份，故此這個級別的航艦隻能搭載數量非常有限的攻擊型艦載機（9架鷂式 GR7 攻擊機）。亦有謠傳其中一艘無敵級航空母艦將進行重大改裝轉為只搭載直升機的航母。
1982年無敵號航空母艦（HMS Invincible）與及較舊亦較大型的赫密士號(又譯競技神號)參加了馬島戰爭，收復福克蘭群島。此次戰役證明還是需要保有航空母艦才能維護英國外交利益. 自從冷戰結束以來無敵級航母已經多次出動進行軍事行動,也擔任武力展示功能. 所以後來英國空軍的海獵鷹GR7 變成常駐在艦上航母；也修改成容納更多飛機和飛機用彈藥(例如移除海標槍飛彈以增建飛機武器庫).
然而, 無敵級 的能力有限；也限制了所能使用的飛機大小. 更缺乏專用的空中預警機 (AEW) 例如E-2預警機在福克蘭群島戰爭就負擔很大功用，卻不能載於艦上. 所以無敵級 採用許多折衷方案例如使用海王直升機AEW.2來當成搜尋和掛載各種感應萊艙，當然能力是遠不如定翼式飛機. 直到1994預計打造本級大型航母時, 才預想更換更大規模的艦載機隊以解決各種問題.
1997五月, 新的工黨政府上台啟動戰略防禦總評(SDR). 此次總評重新評估所有武器的戰略價值(現役或採購中) 只有歐洲2000戰機和前鋒級潛艦(一種彈道飛彈潛艇) 除外. 1998/12月提出報告對航母部分如下觀點:
如果外國不提供基地，我方航母可提供戰場營運能力.
友邦基地通常在爭端爆發初期不能提供使用，基地設施也通常不足，航母可以有效提供現成的基地.
派往爭議地點可以實行早期外交和戰略性預防.
報告中指出:
重點是現在我國持續增加的空中武力,和在國際上扮演長程、廣範圍投射空中武力角色的可能性也增加. 當現有航母到達操作年限, 我們計畫換成兩艘更大的航母. 目前需求評估正在進行，但是目前列席的委員建議他們希望生產至少30,000–40,000噸級且50架艦載機(含直升機)以上的航母.
最後結論建議新航母先暫時改為一艘，至於英國海軍所減損的空中武力能力, 因為預計該航母的先進能力應該可以負擔更多戰力.之後再額外把HMS Ocean號變成專門的直升機航母, 頂替之前無敵級航母的位置.
1999/1/25 六個合作廠商進入估價階段; 波音, 英國航太BAE, 洛克希德, 無線電子系統, 雷神公司和湯姆森CSF.1999/11/23 細節審查階段最後濃縮成兩個方案, 一個是BAe (同年11/30改名成BAE系統]])案一個是湯姆森CSF(2000年改名成Thales集團)案. 最低限度是每個設計案必須能搭載30到40架的未來聯合打擊戰機(FJCA). 評估契約案分成兩段; 第一段GB£5900萬英鎊 階段是設計評估和飛機選擇, 第二階段GB£2億3500萬英鎊階段是"被選中案的風險降低性設計"
船上可能的航空器方案:
短場起垂直降Short Take-Off/Vertical Landing (stovl), 是目前英國航母首選戰機. STOVL CVF 戰機可以省下昂貴的蒸氣彈射器和攔阻降落索(CATOBAR), 還能使英國在STOVL方面領先科技優勢. 缺點是此種戰機航程和載彈量都少(與相同等級的傳統戰機相比). 然而F-35B和F-35C戰力還是高于海獵鷹而低於F/A-18之間. 預計英國空軍和海軍都將共同使用F-35. 唯一問題是目前沒有任何垂直STOVL型的空中預警機可以配合F-35出戰. 可能的計畫是使用V-22轉翼直升機作為平台研發一種新型空中預警機.
stobar方案- 歐洲2000戰機(Navalised)
短場起攔阻索降Short Take-Off But Arrested Recovery (STOBAR) 為省下蒸氣彈射器但是使用攔阻索的方案. 此法可以使用較多傳統飛機.任何STOBAR設計的飛機例如英國已有的先進戰機歐洲2000;都能直接使用 只要加強起落架,升級飛控系統和加裝繩勾就好. 優點是航程機動性和載彈量都高於STOVL方案卻又比CATOBAR方案有更低操作成本. 缺點是歐洲2000比不上F-35戰機的匿蹤性, 成本也比較高(因為歐洲2000外銷量小不能分攤成本). 也有選項是購買法國Rafale-M飆風戰鬥機來改裝但是目前不考慮，因為英國已經有了歐洲2000不可能再弄一種重複性高；且又要改裝又要外購的戰機，何況當初法國是歐洲2000計畫的退出國.
CATOBAR方案-F-35閃電II攻擊戰鬥機(C型)-F/A-18黃蜂式戰鬥攻擊機-飆風戰鬥機
彈射起攔阻索降Catapult Assisted Take-Off But Arrested Recovery 為使用彈射器和攔阻索搭配斜式飛行甲板的傳統大型航母方案,類似F/A-18或Rafale-M 戰機.此專案對飛機和船艦所需的新科技最少，也有最大航程和載彈量. 缺點是最高的操作成本和英國所能獲得軍事科技最小，因為都是和別國買現成設備和飛機，沒有什麼研發部分.
混合方案
最近BAE公司提出一種混合方案, 使用STOVL配合滑跳式甲板,彈射器和攔阻索. 優點是可以使用STOVL戰機和CATOBAR的空中預警機(例如E-2鷹眼)而不須研發改裝新的飛機.
設計重點
本艦大約75,000噸排水量, 幾乎比現在無敵級航母大三倍. 這也是英國有史以來建造的最大船艦和除美國之外世界上最強航母在英國下議院國防委員會聽證會時, 海軍上將Alan West使用美國海軍用過的方法解釋機艦間相互操作性；也就是航母尺寸大小和機隊火力打擊間的決定係數:
“ ....深度打擊方案,就是派出36架聯合打擊戰機的景象描述…我們完成了全面詳細的計算多大的船艦和多大的飛行甲板可以使此景象成真.
我和美軍CNO(海軍軍令部長)談過. 他支持我們的計畫因為他參加過我方和美軍航母戰鬥群的聯合演習. 他也很希望我們擁有大型航母,但是也希望我們擁有和美國同級的戰鬥支援群.
”
本艦特徵是採用兩個艦島在甲板上, 不同於美軍單一大艦島配上兩飛機升降梯的尼米茲級核動力航空母艦. 本艦主要是操作短場起降戰機(STOVL)的角色. 最初雖然配置滑跳式甲板，但是後續可以改裝成用彈射機和攔阻索的CATOBAR構型. 可以在F-35服役20年後退役時進行此改裝讓航母用更先進的未來飛機.
技術規格要求能搭載40架以上定翼機和直升機.
其中至少要有36架F-35閃電II攻擊戰鬥機.技術基礎是,一個航艦艦載機隊規模必須比英國過往軍事行動中派出的機隊大三倍；例如沙漠之狐行動中派出的龍捲風戰機和伊拉克戰爭中也派出的同樣數量龍捲風戰機GR.4與海獵鷹GR.7. 而兩者起飛的地面基地當時都是靠友邦支援才能使用.
空中監控管制(ASaC)部份也就是未來艦上要搭載的空中預警機和對應設備已經開始先期計畫"未來組織化空中早期預警" (FOAEW), 2001四月BAE公司、諾斯洛普·格魯門公司和Thales公司三家已經簽訂發展契約.2002四月 BAE 和諾斯洛普開啟進入第二階段計畫改名為"海上空中監控管制"(MASC).
該航艦超過600名營運船員,只有15人的工作是無法取代的, 全艦系統高度自動化. 含飛行員和空房間總計可容納1,450人以上.
防禦設備支援組織總長David Gould在2008一月決定該艦最初將使用海獵鷹GR9戰機營運到2018. 等到2014再逐步開始訓練和換裝F-35.
目前決定不使用核能機組因為成本太高.[9] 航母將使用總體動力推進(IFEP)系統 由勞斯萊斯Marine Trent MT30 36 MW 燃氣渦輪引擎構成.
已經開始驗證放置動力系統的最佳位置, 甲板下的大機庫下方是主要考慮位置.目前設計中兩具燃氣渦輪引擎單元, 各放置在兩個艦島下(4號甲板右舷).一次加油可以航行10,000 海浬(18 520 km).
英國建立大型航母有很大考量是要操作STOVL F-35B戰機.且可以改裝升級成彈射器和攔截索(CATOBAR)的方式下操作. 此考量是一種未來擴充性設計, 允許操作F-35之後的下一代未來戰機,或是F-35C型.本艦可以有大規模尺寸改裝,尤其是停機坪和機庫,可以在最少成本過渡到未來可能體型更大的戰機操作環境,使目前設計案反比其他的小型航母設計案更省平均成本，因為那些設計案不具有未來改裝考量.
航電系統許多系統都還未定案, 目前已知可以確認是BAE/Thales 的S1850M 長程雷達將部署在前艦島. 也有訊息BAE的SAMPSON雷達就是後艦島的選案.
外型尺寸目前規格暫定75,000噸排水量和284 m (931 ft)長, 目前英國兩個海軍基地(普里茅茲海軍基地或戴文波特海軍基地)都沒有適當的乾船塢可以建造伊利沙白女皇級. 最大的戴文波特的No.10號碼頭也只能容納60,000噸排水和259 m (850 ft)長的船, 普里茅茲兩個船塢也只能容納259 m長33 m寬,和256 m長 33 m寬.所以目前建造點還在興建中。
目前進度
為了準備建造, 遠期交貨訂單已經在2007秋季發出, 包含主要和備用動力系統的關鍵組件已經從瓦錫蘭公司訂購。
