美国海军在第一次世界大战中派驻到英国的军官们对其海军航空兵的发展获得了大量感性的认识。在1917年美国加入“一战”时，其海军航空兵的发展落后于英国，英国海军建造商Stanley Goodall1被借调给美国海军建造和修理局。他随身带走了一批造船计划，包括“鹰”号和“竞技神”号航母早期的建造计划。他可以总结英国海军的作战条令，并通知了高层：
“空战已成为海军作战的特征之一，舰队接敌前的战术机动将极有可能受到侦察机反馈的信息的影响。敌对双方一系列的空战将成为舰队之间战斗的前奏。因此，舰队将纳入侦察机和战斗机……”
海军高层采纳了这些理论，由于有明显的证据表明英国皇家海军正在建造和改造大量的航母，迫使美国海军于1918年也建造大型航母。直到一战结束，其设计工作仍在进行。但是美国国会拒绝继续向设计工作注入必要的投资，仅仅同意将1912年建造的海军运煤船“木星（Jupiter）”号改造为试验航母。1919年设计工作完成，“木星”号于1920年3月进入诺福克船厂，于1922年3月22日更名为“兰利”号（编号为CV-1），作为美国海军的第一艘航母重新服役。此时，英国皇家海军的“百眼巨人”号航母已经有3年舰龄，“鹰”号航母已经改造为右舷舰岛构造并进行测试。
“兰利”号是一艘简陋的改装航母，在它以前的上甲板上搭建了方格形的结构，在此基础上构造了舷侧平行的飞行甲板。它以前的舰桥仍保留在甲板以下，未加任何改动。它以前作为运煤船时，有很大的内舱，分为6个货舱。其中最主要的一个货舱被改作航空燃料的油舱；第四个货舱上半部分加装了一个简易的升降装置的机械，后来被改装为升降平台，下半部分加装了航空武器的弹药库。剩下的4个货舱，两个位于升降机之前，两个位于升降机之后，用于存放被拆开的飞机。在左舷靠后的位置，原来安装垂直的大烟囱的位置附近改装了一个短的新烟囱，用于排放废气。在飞机起降时，这个新的烟囱向后放平，但是这种设计不让人满意，因此在原来位置上又改装两根用铰链衔接，伸向舷外的烟囱。原有的货舱后面的上层建筑被保留，用作舰员的住舱，并有一个海军医院的住院区。“兰利”号采用蒸汽轮机—电动机驱动，最大速度可以达到15节，出坞几个月后最大速度为14节。它可以逆转电动机的转向，实现全速倒车，理论上舰载机从舰艏着舰时可以和从舰艉着舰一样，虽然升降机后面的制动装置对于从舰艏朝舰艉方向着舰时效果不大理想。
“兰利”号没有机库，原有的上甲板舷侧也是敞开的。飞行甲板看起来就像罩在舰船上的盖子一样，因此它被戏谑为“敞篷马车”。船舷在飞行甲板下方，分别在升降机的前后安装了两部3吨重可移动的吊车。每部吊车都有回转装置，当升降机处于最低处时，可以使吊臂与升降平台保持铅垂，这样可以吊起不在舰体中部的工作平台上或舱内的舰载机。可移动的起重机将舰载机的部件从内舱中吊出来，放于工作甲板，随后进行组装和准备飞行的工作。一旦准备就绪，舰载机由位于飞行甲板中部靠前的舰上唯一的升降机升至飞行甲板。另外一个有趣的改装特征就是一个盒状的饲养鸽子的阁楼位于以前的后甲板。两根用于支撑无线电天线和信号旗横桁的桅杆位于飞行甲板的左侧，在进行起降作业时，可以向左舷放倒。两个常规的吊车固定于舰体两舷中部，用于锚泊时将水上飞机从工作甲板吊放至水面并回收。
在飞行甲板的前部并列装有两部弹射器。这与装甲巡洋舰上加装的弹射器类似。每部弹射器长94英尺，可以使重达6000磅的飞机加速到55节。这两部弹射器于1925年被AIII型压缩空气型弹射器取代，但是到1928年时，这些弹射器被拆除，但是没有新的型号替代之。舰艏和舰艉装有与“百眼巨人”号上安装的很相似的拦阻索。在安装了横跨舰体的供舰载机尾钩挂上的拦阻索后不久，“兰利”号于1922年10月进行了首次飞机起飞和着舰作业。在这些十字形的拦阻索上行走都很困难，更不用说在它上面操纵飞机机动了。
“兰利”号飞行甲板下非同寻常的舱室设置明显地影响了它进行舰载机作业的方式，起初的飞行试验节奏较缓。舰载机被吊放到工作甲板，随后由修理员和装配员（机务人员）组装。在飞机吊上飞行甲板前，由于工作甲板两侧舰舷敞开，可以进行飞机发动机的试车、检修和预热，为飞行甲板节省出了宝贵空间。当升降机位于最低位置时，仍比工作甲板高6英尺，因此只能用顶上的吊车将舰载机放于升降机平台上。将舰载机吊上或者吊离升降机大约需要12分钟，在这段时间内，一般会有另外两架舰载机等待被放上升降机，在工作平台和飞行甲板之间升降。一旦舰载机升到飞行甲板上，在航母迎风转向的同时，它们被排列在舰艉，在起落架轮子前后放上楔子。一开始，“兰利”号搭载不超过8架舰载机，每次单机起飞。因为弹射器准备时间较长，在起飞作业时很少使用。在飞机着舰作业时，舰载机朝航母飞行，并在航母上方盘旋，直到航母在左舷水平桅杆上打出“同意降落”的信号旗时才迎风降落。它们按照靠左侧降落的航线飞行，在进场时用很长的一段飞行距离确保下滑角接近水平，航迹线略高于清空了的飞行甲板。一旦舰载机停下来，机务人员立即将其推上升降机，折叠机翼并将其挪到下层甲板。直到升降机重新升到飞行甲板上时，下一架舰载机才能降落。与英国皇家海军一样，美国海军舰载机着舰时也需要清空飞行甲板，因为它们要留有一定比例的燃料等待着舰，这就减小了舰载机的作战半径。英国海军清理甲板的方法是将舰载机经升降机推进机库，这个过程不到5分钟；这个过程明显比美国海军“兰利”号还需要利用吊车将飞机吊放而花费的时间更少。虽然“兰利”号已于1924年11月加入了战列舰队，但除非对其进行某些改进来缩短这个过程，否则它仍然不能成为一艘有战斗力的航母。1925年2月，“兰利”号航母搭载了VF-2舰载机中队，这是美国海军第一个专门训练用于航母的舰载机中队，到同年3月，“兰利”号成为美国海军第一艘参加舰队演习的航母。
当时，美国陆军航空队的“比利（Billy）”Mitchell准将提出了像英国一样成立统一的航空军种的理念。他发表了一系列言论抨击美国海军使用航空兵的能力，在他指责陆军和海军在国防建设中“不称职、渎职、叛国”后，最终被送上军事法庭，从此偃旗息鼓。他没能达成他组建空军的目标，但是促使美国海军向国会展示了海军航空兵已形成了关键的作战能力，海军可以有效地管理这个兵种。海军航空局于1921年成立，局长为William Moffett少将，负责“所有与海军和海军陆战队飞机设计、制造、组装和修理事宜”。海军航空局与美国海军战争学院和执行作战任务的舰队一起，在20世纪20年代一系列的模拟海战中合作，评估航母的最佳使用方法；这些模拟海战在美国海军还没有获得足够的航母和舰载机进行评估的时候，就能够逼真地模拟航母和舰载机的战斗过程和战术，被后来的实践证明具有很高的价值。1925年对于美国海军的航母和舰载机是非常关键的一年，在这一年中，柯立芝（Coolidge）总统责成著名的律师Dwight D.Morrow组建了“总统航空器委员会”，给总统提出关于未来航母和舰载机发展的建议。“摩罗（Morrow）小组”进行了大量查证，很多取证工作由Morrow和他的助手亲自完成，反驳了组建统一的空中军种的意见。后来，摩罗小组建议只有航母和海军航空站才能给飞行员下达指令。这些建议使美国海军的资深军官大受鼓舞，其中一些人已经过了四十岁或者五十岁的年龄了，但是他们仍争着去当飞行员或者空中观察员。其中就有未来成为上将，绰号“公牛（Bull）”的Halsey.对海军中年军官进行飞行训练是非常有必要的，因为在那个年代，美国早期的飞行员都资质尚欠，不能指挥航母。例如，美国海军的第3位飞行员是John H.Towers中校，他在未来10年内仍不能晋升为上校。
在美国海军航空兵早期发展历程中，在1925年接受空中观察员训练并脱颖而出的一位杰出的代表人物是Joseph Mason Reeves上校。他在佛罗里达州彭萨科拉海军航空站接受空中观察员课程培训时已经53岁了。海军作战部长Edward W。Eberle上将挑选他成为第一位战列舰队航空中队指挥官，他非常胜任这个职位。他曾在美西战争期间与Eberle将军在“俄勒冈”号战列舰上服役，任机械军官并表现优秀，因此对舰炮非常了解。他以强有力的领导才能，先后在“旧金山（San Francisco）”号、“威斯康辛（Wisconsin）”号和“新罕布什尔（New Hampshire）”号带出了打破射击纪录的舰炮操作人员。1925年，海军航空局和当时负责所有海军人事工作的海军航海局就空勤军官的岗位任职管理权争执不下。Reeves上校曾在海军航海局中任职，对解决这个重要的问题有独到的认识和慎重的考虑。在1925年上半年，他曾任海军战争学院的战术系主任，以提出创新的思考而闻名，并热衷于评估新观点，其中就有潜艇和航空兵运用的新观点。为了实践他的理念，他在当时装有蒸汽轮机—电动机驱动系统的“木星”号运煤船上第一次成为指挥官，受命对这艘船进行评估。
Reeves上校于1925年9月3日完成空中观察员的课程，正式具备在飞艇、热气球和飞机等航空器上执行任务的能力。在1925年9月下旬，他被晋升为准将，成为驻扎在加利福尼亚州圣地亚哥的战列舰队飞行中队和“兰利”号航母的指挥官，此时美国关于未来军用航空器的争论达到高峰。在Moffet将军提出大量的关于航空兵对海军的重要性的理论观点时，需要有人在海空上以实践证明他理论的正确性。Reeves恰恰是实践这种理念的唯一人选，他也赞同海军航空兵必须以相当数量进行集中，方能对制海权产生影响。他被任命指挥“兰利”号航母时，对该舰从未搭载超过8架飞机的情况感到惊讶。为了证明海军航空兵相对战列舰队更有优势，必须进行进一步改进，但他上任的头几个星期都在观察飞行作业，并记下相关技术。1925年11月，他在北岛（North Island）海军航空站的基地的礼堂中召集了他所领导的所有军官，提出未来海军航空兵需要完善的使用原则。这些军官中，有些已经有相当的飞行经验了，但是当Reeves直言不讳地提出他们“没有验证海军航空兵的能力和极限”时，他们都很震惊，随后Reeves用一系列尖锐的问题直率地评价他们。舰载机以哪种方式起飞效率最高？以哪种方式降落和在甲板上移动最好？当舰载机用于侦察、空战、轰炸和鱼雷攻击时，采用哪种战术最理想，对飞行甲板上的作业有何影响？“兰利”号作为战列舰队的一员，搭载什么样的机群最好？大家对这些问题进行研究后，Reeves开拓了研究舰载机战术的新局面。在提出这些问题后，Reeves告诉这些军官们，他不知道这些问题的答案。为了寻找答案，“兰利”号航母和舰队航空兵中队将成为在飞行甲板上和海空上研究这些问题的“学校”。他的参谋制作了一个名为《一千零一个问题》的小册子，上面列举了所有Reeves原来提出的问题，以及他发言后其他人碰到的问题。不是所有的军官都赞同Reeves的观点，有些人认为他的观点极其危险。然而，当研究结果出来时，这些不服气的军官也开始逐步认识到他们正在为航母战斗“制定操作手册”，真正地在创造未来整个美国海军将采用的战术。
英国皇家海军花了7年的时间，直到1918年舰载机和航母才能在海上与舰队实现一定程度上的协同。1918年4月1日，愚人节，在与德国交战的末期，英国海军几乎所有的航空专家都被抢走，舰载机还在原型机阶段就进入了困境。新的航空部公开的敌对态度使得发展海上使用的飞机型号举步维艰。在美国海军中，则是另一种情况，Moffet和Reeves等人得到鼓励，不仅展示了飞机可以从航母上起飞，还通过展示了海军航空兵的所有可以影响舰队战术的能力，通过模拟的方法，揭示未来海战中的解决方案。这是个振奋人心的时期，Reeves在为1926年1月举行的舰队演习中起草的与海军航空兵有关的命令中，将舰载机的数量从8架增加到14架。一些资深的飞行员以危险为由，提出抗议，并认为这不可行，但是Reeves用实践证明了他们是错的。在扩大机队数量后，在海上进行试验的第一天，“兰利”号顶风航行，起飞了VF-2中队的6架战斗机以拦截一次理论上的敌机轰炸，驾驶长机的是小队指挥官，绰号“斯皮格（Spig）”的Wead上尉。几分钟后，另外6架战斗机起飞，以验证航母可以使在战术上数量可观的飞机快速起飞。里夫斯督促他的手下每天有进步，而不是仅仅看着他们。他经常手里拿块秒表，站在连接舰桥和飞行甲板的梯子上，直接指挥飞行甲板作业。他监督飞机排列成紧凑的队形，机群的前部预留了飞机最小的起飞距离。他计算甲板上要达到最理想的逆风所需要的航向和航速，并命令值更官执行该航向和航速。“兰利”号航母的航空长站在机群的前方，一旦Reeves发出信号，他就命令各机启动发动机，解除系留索。收到Reeves发出的下一条指令后，航空长命令各机起飞，各机依次被拉到甲板中线位置，待前一架飞机起飞腾出甲板后再起飞。舰载机在航母上的作业是一个涉及时间和空间的问题，Reeves是第一个在航母上最大限度地利用时间和空间因素的人，改进了航母的使用方法。Goodall十年前提出了英国海军的观点，认为舰队应当“纳入”携带飞机的战舰。Reeves显示了飞机不仅仅是战斗的参与兵力，更是战斗的主要兵力，没有海军航空兵，世界上任何一支海军都不能有效地履行使命，他的观点后来被美国海军高层采纳。
由于设备、理念和技术的改进，到1926年4月，被戏谑为“敞篷马车”的“兰利”号航母可以实现20架飞机定期在它的甲板上起降。被Reeves认为笨拙的、过于审慎的，随着飞机重量增加而显得不必要的制动设备第一个被改进。除了让飞机在甲板上的移动变得困难外，拦阻索会将斜着飘移进入降落航线的飞机打坏，一旦将其拆除，就减少了飞机在甲板降落的事故。另外一方面，1917年英国皇家海军试验过，后来放弃的装在舰体中部的拦阻索被实践证明相当有效。一旦飞机尾钩挂上拦阻索，飞机可以保持静止，直到甲板上的机务人员推动他们，实现了以往制动装置的功能。根据舰载机的重量，拦阻索可以移动一定的距离，考虑到施加的力量，在第一批拦阻索使用的是摩擦鼓。
在“兰利”号航母的副舰长Towers中校的帮助下，Reeves减少了飞行甲板上需要舰员配合的任务，将其整合成若干特定的功能。由于甲板上的噪声很大，以至于不能听清口头的指令，一批舰员通过培训，可以根据手势信号高效快速地完成作业。这些作业需要操纵缆绳的工程师、维护飞机的机械师、在飞机降落后将尾钩从拦阻索上拉下的“钩子手”和负责将舰载机快速准确地挪到指定位置的搬运手。甲板指挥员负责领导这些人的工作，他穿着黄色衬衫，这样飞行员和指挥组成员可以很容易地找到他。其他机务组的人员也采用了各种颜色的衬衫，这样即使是扫一眼也可以很容易识别和理解他们的工种。这些有含义的衬衫颜色包括：蓝色表示搬运手，紫色表示加油兵，白色表示工程师，棕色表示飞机机械师，绿色表示钩子手。为了进一步提高效率，搬运手被编组为若干个小队，他们的衬衫写有小队编号，这样固定在一起工作的几个搬运手总是受到同一个士官的领导。后来航空部门将搬运手纳入麾下，使他们的工作更加稳定，让他们受到更正式的训练。排行第一的“黄衬衫”是飞行控制官，他是负责整个甲板的作业。一旦飞机降落的间隔被缩短，这些人就致力于加快飞机起飞的速度，他们让甲板指挥员将飞机从队列中推到甲板中线，随后由他们接替指挥。每名飞行员在准备好后，就向控制官敬礼，控制官在每次起飞时将高举的方形手旗向甲板方向挥动，发出起飞的信号。
Reeves最激进的变革在于拦阻障碍。良好的训练可以减少将飞机降到下层甲板和升降机回到飞行甲板上准备让下一架飞机着舰所需的时间，但是这个时间仍然太长。他指出因为在工作甲板上一些蹩脚的安排，未升空的飞机唯一可以落脚的位置就是飞行甲板，而这样飞机就不能快速升空。他想要一块安全的停机区，后来通过使用两头为可以折叠的支柱，中间接上钢缆构成的拦阻障碍达到了这一目的。当拦阻障碍升起时，可以拦下没有挂上拦阻索的飞机，防止它继续向前冲，而撞上位于前方新的停机区内的飞机。在需要使用这个拦阻障碍时，由位于左舷通道上的操作员进行控制。这名操作员一旦看到降落的飞机挂上拦阻索，就立即将拦阻障碍放倒，使飞机可以顺畅地被牵引到飞行甲板前段紧凑地排列起来，甲板指挥员将这个区域叫做飞行准备区。拦阻障碍待飞机经过后，恢复竖起状态，等待下一架飞机着舰。随着拦阻障碍的产生和它带来的新的应用方法的出现，飞机着舰的时间间隔越来越小，从原来的3分半钟降到90秒。然而Reeves还是觉得这个时间太长，他想将时间进一步缩短一半。缩短了的作业时间意味着“兰利”号可以让它的舰载机执行更多种类、更多项的作战任务，使它真正形成作战能力。
1926年8月，“兰利”号在华盛顿州普及湾（Puget Sound）外海参加舰队的集结，此时它搭载了34架舰载机，其中有2架装有尾钩的新的柯蒂斯F6C2鹰式战斗机参加上舰测试。这种型号的单座战斗机重达3170磅，比首次降落在机敏号上的索普威思11/2“炫耀者”双座侦察机还重1000磅。Towers中校写道：“兰利”号上“人员和飞机熙熙攘攘”，“在甲板上拥堵时很难闲庭信步”。1926年8月7日开始进行飞行作业，当时起飞的平均间隔是15秒，降落的时间间隔仍然是让人难以接受的90秒。8月9日，VF-1中队创造了单日起降127架次的纪录，这就相当于大多数飞机出动了4个架次，有的甚至更多。直到第二次世界大战爆发前，英国航母都只能望其项背。
到了1929年，改进后的舰载机设计也促进了甲板作业的发展。1926年，“兰利”号搭载的飞机都没有刹车，更不用说尾起落架轮上的刹车了。制动器只好被提起来，装在可以转向的“轮子上的盒子”中，使飞机可以在甲板上移动或停止。没有刹车不仅意味着舰载机在甲板上每时每刻都要被抓住、轮子上放楔子或用系留索固定，也意味着当飞行员打开油门准备起飞时，飞机从队列中出来的加速度很小。随着刹车和后起落架的使用，飞行员可以在飞机被牵引的同时解除刹车以辅助转向，这和以往有很大不同。刹车意味着飞机可以在起飞前的试车时开到最大马力，这就缩短了飞行距离，同时也增加了起飞前的在最小起飞距离后排列的机队规模。尾起落架轮子使飞行员可以根据甲板指挥员的指令控制飞机在甲板上准确移动，这使得甲板作业的速度更快。更长的机队使得轮挡员的工作更加危险。当舰船迎风转向时，飞机的系留索也随之解除，轮挡员们都沿着主起落架的轮子躺在甲板上，每个人躺在一个轮子旁边，按住轮子前后的楔子。当甲板指挥员打出移走楔子的信号时，他们需要在最短的时间内每人一边拽着锁链拖动两个楔子，一边躲避旁边的飞机和旋转的螺旋桨，撤出停机区。任何一个差错都很容易致命，但他们的反应是制约飞机起飞的另外一个因素。
20世纪20年代，另一项革新就是降落控制官或者说“着陆信号员”的产生。起初在降落时，每名飞行员需要靠自己的判断，以标准的向左盘旋的路径，在距离航母舰艉几百英尺的地方对准航母，并在接近甲板后段时就关闭油门以滑翔的方式接近拦阻索。这就使飞机的降落区延长，比限定的着舰区域还要大。通过提示飞行员相对于理想的进场路线的位置，使得飞机每次进场都尽可能地贴近理想的进场路径，这就可以减小着舰点的散布，并缩短了着舰的间隔时间。他还减少了因进场路径不理想而进入拦阻障碍的飞机架次。着舰信号员穿着颜色鲜艳的工作服，手持颜色鲜艳的和手臂差不多长的拍子，很快成为舰载机的“偶像”。他们的发出的信号就是通告，如将两个拍子高举成V字形，表示“你飞高了”，举成倒V形表示“你飞低了”。剩下就是靠座舱内的飞行员对这些信号做出反应了，挂上瞄准的拦阻索着舰既关乎纪律也关乎荣誉。由于着舰信号员观察飞机的每次着舰，因此当飞行员着舰表现得非常优异或糟糕，他们可以向相关飞行员进行询问。
Reeves被晋升为海军上将，最终成为第一位海军航空兵出身的美国舰队总司令。虽然Reeves因飞行时间少而被某些早期的飞行员批评为无名小辈，但在那个年代，他为研究飞行甲板作业技术所做的贡献无人能及。他非常清醒地认识到他所创造和展示的航母的能力的重要性。例如，在1928年10月4日他写给Moffet上将的信中，他承认在英国皇家海军Fuller中将参观“兰利”号航母时，他有意隐瞒“兰利”号的作战能力。“我当然没有告诉富勒将军我们在”兰利“号上不只能搭载24架飞机，而是可以搭载36架，并有可能搭载42架，甚至可能达到48架飞机。”Fuller将军很可能“局限”于英国皇家空军的认为航母只需要寥寥几架飞机的观点，这些舰载机的作业显示了几乎不可能克服的困难，岸基飞机将很快可以执行舰载机的任务。
继“兰利”号之后，“列克星顿”号和“萨拉托加”号也进行了改装。当《华盛顿条约》签署后，这两艘舰船不能继续按照战列巡洋舰的设计进行建造，但此时它们的船体已基本成型。它们都有巨大的极有特色的烟囱，位于右舷的舰岛使它们看起来更像放大版的英国航母，而不是“兰利”号。这两艘航母直到1928年才竣工，但是采用了当时所有设计建造经验，包括拦阻索和拦阻障碍。在使用Reeves的技术后，这两艘舰船都可以搭载超过100架的飞机，但是Reeves坚持要在航母的飞行甲板上设置若干个加油和挂弹点，而不仅限于在机库中有这些补给点，因此造成了两舰竣工日期的推迟。1929年1月在巴拿马举行的代号“舰队问题IX（Fleet Problem IX）”的演习是对两舰的一次大检验。在这次演习中，Reeves指挥“萨拉托加”号搭载的以及配属给舰队主力的舰队飞行中队，他以70架飞机从距巴拿马运河140海里外的海区对其发起突袭。这些飞机很多采用崭新的“俯冲轰炸”技术，在守卫部队浑然不知的情况下攻击运河的船闸。这显示航母具有成为强大的机动编队的核心的潜质，Reeves的参谋长E.E.Wilson上校将航母称为美国第一支“战略空军”。美国舰队总司令Pratt上将觉得这次空袭不能真实地反映航母的空袭能力，但是相信这激励了飞行员的士气，并显示航母是具备了可靠的战斗力的军舰（相对于以前的“随从”）。航母的缺点在于在它们舰体只包覆了轻装甲，但里面装有大量的航空燃料和弹药。美国海军战争学院仍在进行类似的演习，1930年的班次提及到航母是“巨大的战斗力和极端的脆弱性的结合体”。20世纪30年代，历次演习都在强调航母的这种两面性，并一次又一次地展示首先发起突击的编有航母的舰队总会获胜。这也证明了必须在敌人对己方发起攻击前，以一定数量的飞机对其寻歼的观点，这种思想也必将在太平洋战争中使美国海军的战术大放光彩。
