无人机系统主要由三部分组成，分别为飞行器平台、控制站与通讯链路。

飞行器平台：包括飞行机体结构、动力系统、飞控系统、导航系统、电气系统、通信系统；

控制站：包括显示系统、操纵系统；

通讯链路：包括机载通讯与地面通讯。

1、飞控系统

飞控系统是无人机的“驾驶员”，是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统。

飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。其中，机身大量装配的各种传感器(包括角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等)是飞控系统的基础，是保证飞机控制精度的关键。未来要求无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率，因此高端无人机传感器中大量应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技术。

现有飞控系统是开源与闭源系统的结合。国内优秀的无人机厂商，为了提高系统的专业化，则大部分在开源系统的基础上演化出自己的闭源系统。相比开源系统，无人机厂商自身的闭源系统加入了许多优化算法、简化了调参与线束，变得更加简单易用。

2、导航系统

导航系统是无人机的“眼睛”，多技术结合是未来方向。

导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。

目前无人机所采用的导航技术主要有惯性导航、定位卫星导航、地形辅助导航、地磁导航、多普勒导航等。

无人机载导航系统主要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，而未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能，因此多种导航技术结合的“惯性 + 多传感器 +GPS+ 光电导航系统”将是未来发展的方向。

3、动力系统

目前民用工业无人机以油动为主，消费级无人机以电动为主。

不同用途的无人机对动力装置要求也不同。低速、中低空小型无人机倾向于活塞发动机，低速短距、垂直起降无人机倾向涡轴发动机，小型民用无人机则主要采用电动机、内燃机或喷气发动机。

涡轮有望逐步取代活塞，新能源发动机提升续航能力。

专业级无人机目前广泛采用的动力装置为活塞式发动机，但活塞式只适用于低速低空小型无人机。随着涡轮发动机推重比、寿命不断提高、油耗降低，涡轮将取代活塞成为无人机的主力动力机型。

太阳能、氢能等新能源电动机也有望为小型无人机提供更持久的动力。

4、数据链系统（通信系统）

数据链系统（通信系统）是无人机和控制站之间的桥梁，是无人机的真正价值所在。

上行通信链路主要负责地面站到无人机的遥控指令的发送和接收。

下行通信链路主要负责无人机到地面站的遥测数据、红外或电视图像的发送和接收。

普通无人机大多采用定制视距数据链，而中高空、长航时无人机则采用超视距卫星通信数据链。

现代数据链技术的发展推动者无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展。随着机载传感器、定位的精细程度和执行任务的复杂程度不断上升，对数据链的带宽提出了很强的要求，未来随着机载高速处理器的突飞猛进，预计几年后现有射频数据链的传输速率将翻倍，未来可能还将出现激光通讯方式。