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完整的无人机系统包括无人机、载荷系统、测控系统、通信系统、支持设备和人员等组成部分。虽然作战中心及任务分配、搜集、处理、利用与分发部门未包含在无人机系统内，但其对优化无人机系统的任务效能必不可少。从作战角度看，无人机作战指挥控制要素主要包括指挥控制节点、地面控制站和通信链路。 以美军无人机部队为例，其指挥控制节点主要分为两类： 一类是战区级指挥控制节点，包括联合空中作战中心、战术空中指挥中心、指挥与报告中心、E-8C“联合星”、E-3“望楼”、陆军战术作战中心、海上作战中心等。 另一类是战术级指挥控制节点，包括师旅营级战术作战中心、E-2“鹰眼”、配备适当装备的UH-60“黑鹰”、直接空中支援中心、机载前进空中控制员、联合终端攻击控制员等。 
部署在地面控制站的无人机控制系统负责处理多种任务，例如无人机指挥控制、任务规划、载荷控制以及通信。地面控制站既可以是笔记本电脑、大型控制车组或固定设施，也可以是有人驾驶飞机。地面控制站包括任务控制单元和发射回收单元。 任务控制单元用于控制飞行中的无人机和载荷，是无人机的遥控机舱，编设有无人机操作员和传感器操作员。该单元具备两项功能：一是控制、跟踪与操纵无人机；二是操纵机载设备、接收和处理遥感信号与视频数据。任务控制单元可执行陆地、海上或空中多重任务，能对无人机系统状态进行监控，在无人机按预定任务计划自主飞行受阻或其他必要情况下，对无人机进行人工操作，并可在空移交无人机或载荷系统的指挥控制权。任务控制单元的操作员通过视距和超视距数据链对无人机、传感器设备载荷和通信系统进行控制。 发射回收单元是无人机起飞、进场和降落阶段的控制站，具备发射回收无人机的功能，显示起飞和降落时的飞行仪表、系统状态和数据链情况，但不具备任务控制单元的数据传输或图像处理能力，不显示载荷或监视情况。发射回收单元通常随无人机一同部署，从任务控制单元接受任务，以支援前方作战行动。此外，无人机与有人驾驶飞机一样，也需要设备部署、运输和维护等后勤支援。 通信链路用于向无人机发送指令、接收无人机信息和有效载荷状态，是连接地面控制站和无人机的电子纽带。上行链路控制无人机及其载荷硬件活动，下行链路向地面或空中作战人员或分析人员传输数据。无人机通信链路基本可分为视距数据链系统和超视距数据链系统。从无人机到任务控制单元的数据链可通过视距通用数据链（CDL）或超视距Ku频段通信卫星进行传输，通过全球广播业务、分布式地面系统等接入美军全球网络。 绝大多数小型无人机仅装备视距数据链系统，超出视距范围时需要通信中继；大中型无人机则同时装备视距数据链系统和超视距卫星通信数据链系统。无人机可通过下行链路远程视频终端向作战人员直传图像和相关元数据。 后方分散部署模式是指无人机、发射回收单元和任务控制单元分散部署。其中，无人机、发射回收单元部署至前沿作战基地，任务控制单元则部署在本土，无人机的发射回收工作由前沿基地、机场、站点负责，无人机升空飞行后交由设在本土的无人机控制部队控制，并为空中作战中心和地面部队搜集、传输动态图像，支援地面部队作战，根据需要遂行目标攻击等作战任务。 在后方分散部署模式下，主要通过分段遥控方式实现对无人机的操控。前沿责任区内的发射回收单元操控员通过视距通用数据链、视距/超视距特高频无线电操控无人机起飞，当无人机到达预定高度后，将控制权移交给任务控制单元，无人机回收过程与此相反。
无人机控制权移交时，现控操作员与接控操作员必须通过内部通信系统实施手动交接。交接前，两个台位都需具备与无人机之间的主动通信链路。建立主动通信链路需经身份验证，验证不通过，系统会拒绝接收指令，以确保非授权操作员无法操控无人机。在后方分散部署模式下，搜集的数据与视频信息一般先发送至任务控制单元，再由任务控制单元通过全球通信系统发送至前线指挥官、空军情报作战中心、联合部队司令部及其他用户。
以RQ-4“全球鹰”为例，无人机最初按任务计划飞行，后转为自主行动，主要通过短波、超短波、各种通用数据链和卫星手段，传输传感器数据和指挥控制数据。其战场通信组网大致分为三类。一是任务控制单元与无人机之间通信组网。该网以超视距通信为主，视距通信为辅。其中，特高频军事卫星通信链路主要用于无人机往返任务目标区域时，向位于美国本土的任务控制单元回传飞行状态和机载设备状态等数据；Ku频段卫星通信链路主要用于无人机在侦察阵位活动时，回传无人机的指挥控制和侦察数据。二是发射回收单元与无人机之间通信组网。主要使用特高频/甚高频电台和战术通用数据链进行通信。机载特高频/甚高频电台用于传输起降管制话音；战术通用数据链用于接收无人机红外摄像机所拍摄的视频数据。三是无人机与情报用户之间通信组网。无人机在执行任务期间，可通过特高频卫星、宽带全球卫星和Ku频段商业卫星、通用数据链等超视距通信链路将所获信息传输至相关情报用户。 前沿集中部署模式是指将无人机、发射回收单元和任务控制单元一起部署至前沿责任区。在前沿整体部署模式下，无人机起降全过程均由前沿责任区同一个机组人员完成，获取的数据与视频信息直接发送给所在战区内的受援部队，并为指挥官提供实时态势感知信息。同时，还可根据战区指挥官要求，灵活调整作战实施方案。 无人机可由一个中央控制节点或联合指挥控制节点控制，例如联合空中作战中心；也可由前沿战术指挥控制节点控制，例如地面机动战术作战中心、预警机或联合终端攻击控制员。无人机也可以不借助其他指挥控制节点与其他有人驾驶飞机直接通联。
联合空中作战中心控制无人机并接收视频数据，再将搜集到的视频信息传送给战术指挥控制节点，战术指挥控制节点控制其他飞机，这种方式通常用于人员搜救行动，无人机充当现场指挥官或支援人员搜救的特遣部队。 如果战术指挥控制节点可以接收无人机视频，则可以不经过联合空中作战中心，直接控制任务执行。在这种情况下，无人机和其他飞机均由战术指挥控制节点控制。这种方式通常用于近距离空中支援等行动，无人机可为地面机动部队间接火力（如迫击炮、火炮）提供目指信息支援保障。 无人机操作员发现机会目标并直接与其他飞机或恰当的地面单元（例如营级战术作战中心或指挥车组）实施通信，提供目指信息支援保障。这种方式通常用于遂行空中拦截或侦打协同作战等行动，无人机和其他飞机有权限根据拦截交战规则在指定区域对目标实施打击。
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