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目前，飞行模拟器对民用和军用航空组织的运行至关重要，以前在飞机上所做的许多训练现在都是在飞行模拟器中进行的，因此大大降低了飞行员的培训费用和培训风险。此外，飞行模拟器不仅可以提高航空安全水平，而且对航空事故调查、飞机设计研究或空中交通模拟做出了重大贡献。随着现代飞机系统的不断发展，飞行模拟器的作用也在不断增强。
第一批动力飞机的飞行员是在真正的飞机上进行逐级训练来掌握飞行技能的，其方式为先作为乘客体验飞行，之后使用一台低功率机器沿地面跑动练习舵的控制，然后用一台动力稍强的机器进行一些跳跃训练来训练升降，较后驾驶飞机升天。
在1910年桑德斯老师提出要发明一种地面装置用来训练飞行员，一方面可以使飞行员掌握飞机的工作原理，同时还可以避免风险。之后桑德斯老师便开始按其设想进行构造。他按照实际飞机尺寸组装了一台飞行机器，通过连接点将其安装在一个暴露的位置，面朝风向。这样这台机器就可以能对副翼、升降机和方向舵控制做出反应，就像真正的那种飞机一样。不过由于风向及风速的不稳定，像许多早起的试验品一样，他还是失败了。
同一时期，还出现一批真正的合成飞行训练设备。比如1910年出现的的一台专为“安托瓦内特”单翼飞机设计的训练器，其构造简单，外观如同一个剖成两半的木桶，附着于活动支架上，可以用来模拟飞机的俯仰和滚动。
第一次世界大战的发生加速了航空各个领域的进步，有许多人开始尝试使用机电设备来制作模拟器。较有名的莫过于1929年美国艾德温·林克所发明的林克训练机，由于其全身颜色为蓝色，也被称为蓝盒子。
二战的爆发进一步推动了飞行模拟器的发展。由于战争需要大量的飞行员，飞行员的培训的需求急剧增加，对飞行模拟机也产生的巨大的需求，因此飞行模拟器也进入了快速发展期。这一时期由于飞机设计的原因，例如增加了可变螺距螺旋桨，可伸缩起落架的引入，驾驶舱的声音训练也开始引入飞行训练器。
第二次世界大战导致电子技术和模拟计算机有了重大进步，许多模拟设备也被制造了出来。贝尔实验室的Dehmel博士积极投身到仪器飞行训练机的开发中，他在1943年说服了柯蒂斯-萊特公司制造他研发的飞行训练机并在之后与泛美航空合作，为波音377开发制造了一台飞行模拟器，这也是第一个由航空公司拥有的飞机模拟器。
同时林克公司也利用模拟计算开发电子的飞行模拟器，他们将交流变为直流，并进一步提高了精度。这一时期的飞行模拟器的主要问题还是缺乏相应的精确性数据，制造商只能各自采取各自方法去获取数据。
随着技术的发展，之前的模拟器已经渐渐无法满足可靠性的要求。而且由于不是实时系统，训练的仿真度也大打折扣。随着二代数字计算机的诞生，运行速度的提升和成本的下降，飞行模拟器也得以继续发展。
除了早期的林克训练机，大多数在1950年代中期生产的飞行模拟器都是没有运动的。在1958年，雷迪丰公司收到英国海外航空的需求，要求彗星4号模拟器具备俯仰运动。之后越来越复杂的运动系统被不断研发出来，自由度也不断提升，直到目前的6自由度运动系统，该运动系统可以模拟飞机俯仰，滚转，偏航等特性。
目前飞行模拟器所采取的运动系统大多采用斯图尔特平台（Stewart platform），斯图尔特平台这种特殊的6条腿布局较早是在1954年有英国的高夫（Gough）使用，后来在1965年由斯图尔特公布在论文中。这个运动平台由于有6个腿，且运转过程中需要相互协同作用，故这种装置也可称为协同运动平台。但是斯图尔特平台也有其局限性，其俯仰、滚转以及偏转的角度有限，通常只能做到正负35°的俯仰和滚转，故使用在全动飞行模拟器上机训练时，飞行员的感觉有限，无法完全模拟飞机的运动特性。因此目前许多公司都在开发研究拥有更大俯仰、滚转以及偏转角度的运动系统，例如球形运动系统，大型旋转平台（Desdemona）的运动系统等。
视景系统
自飞行模拟器问世以来，人们一直在尝试将飞机的窗外视景移植到飞行模拟器上。
第一个计算机图像生成技术系统（CGI）是由通用电气生产的，这些系统的早起版本可以生成图形化的地面图像，之后逐渐发展为三维物体图像。随着计算机技术的高速发展，这一领域也进展迅速并不断发展至现代飞行模拟器成像技术。现在飞行模拟器采用的视景系统主要有投影机，后投影屏以及反射镜（膜）组成，投影机将图像较终投射至反射镜（膜）上以供飞行训练使用。
在飞行模拟器产生的初期是没有统一标准。各个飞行模拟器制造商都会根据自身的技术来想航空公司提供不同的飞行模拟器，即使是同一架飞机，也不会有两个相同的飞行模拟器，而飞行模拟器的评判标准则是通过一个或多个飞行员的主观飞行来进行判断的。在1970年代早期，一些世界性的航空公司的飞行模拟器维护组织就成了一个名为IAFSTA（International Airline Flight Simulator Technical Association）即国际航空模拟器技术协会的协会。该协会举办了几次会议并着重讨论了飞行模拟器的一些问题。之后由于效果不理想组织进行了重组并接受了IATA（国际航空运输协会）的邀请，成为了该组织下的一个技术委员会（FSTSC），并在1973年10月举办以第一次会议。
在FSTSC、各个航空公司的努力下，FSTSC也推出了一系列飞行模拟器的标准用以规范各家飞行模拟器制造商。同时FSTSC在经过努力后取得了ARINC的同意，得以航空电子设备中加入仿真功能从而避免了对设备的影响。
飞行模拟器的仿真度始终时重中之重，早期的飞机飞行数据来源混乱。而现在飞机的飞行统一均来自于飞机制造商，各家飞机制造商也会有专门的组织去管理自己的数据包来满足模拟机的需要。例如目前空客飞机的数据包由空客旗下的GO5组织发布。GO5，全程为空客模拟与训练支持部门，该部门成立于1981年，该部门专门负责处理飞机的各个系统数据，一方面会解答各个航空公司对于飞机技术的种种问题，同时也会定期发布飞机系统研发和支持数据，用于模拟机的研发与制造。
数据包包含了驾驶舱各个面板的数据，第三方供应商的各个备件的数据，引擎数据包，空气动力学的数据包等等。其数据来源为自家的飞机，大部分数据来自于飞机试飞时所记录的数据，部分数据来自于风动实验，更有少部分特殊情况的数据大多有计算机仿真推算得出。同时数据包也会遵照IATA，FAA，EASA，ICAO等组织的规则，以满足飞行模拟机训练的要求。
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