Bomby paliwowo-powietrzne mogą częściowo wypełnić lukę między bronią jądrową i konwencjonalnymi środkami rażenia. Ze względu na swoje właściwości rażące, amunicja paliwowo-powietrzna może być wykorzystywana przez wojska lądowe (wyrzutnie rakietowe), lotnictwo (bomby, kasety) i marynarkę wojenną (wyrzutnie rakietowe, bomby). Szczególnie duże możliwości zastosowania amunicji paliwowo-powietrznej widzi się w działaniach bojowych wojsk lądowych, zaczepnych i obronnych. Na uwagę zasługuje fakt, że amunicja ta nie powoduje stref skażeń i pożarów, jak ma to miejsce w przypadku broni masowego rażenia. Dlatego też w działaniach związanych z ruchem wojsk, opanowaniem coraz to głębiej położonych rubieży terenowych oraz walką w obszarach, na któree wcześniej wykonano uderzenia, amunicja paliwowo-powietrzna może być szczególnie przydatna.

    Użycie bomb paliwowo-powietrznych należy zatem wiązać z wykonywaniem dwóch zasadniczych grup zadań:

rażeniem siły żywej, odkrytej i rozmieszczonej w etatowych środkach walki (transportery opancerzone, bojowe wozy piechoty, samochody, okręty nawodne itp.) oraz sprzętu bojowego, takiego jak: wyrzutnie rakietowe czy radiostacje;

niszczeniem lub pozbawieniem właściwości użytkowych obiektów stałych (przepraw, schronów, baz morskich, budynków, składów, magazynów itp.).

    Skuteczność tej broni zależy jednak w dużym stopniu od ukształtowania i pokrycia terenu oraz zabudowy. Efektywność tej amunicji zależy także od sposobu bombardowania oraz warunków atmosferycznych. W przypadku wytworzenia nieodpowiedniego stężenia paliwa w powietrzu i niesprzyjających warunków atmosferycznych (silny wiatr, ujemna temperatura, duża wilgotność) lub detonacji mieszaniny paliwowo-powietrznej w niewłaściwym momencie, w obłoku zamiast detonacji może mieć proces zwykłego spalania. W amunicji paliwowo-powietrznej III generacji wybuch następuje w wyniku reakcji chemicznej, fotochemicznej lub oddziałowania lasera, inny jest, w związku z tym, proces detonacji obłoku, a więc mniejszy wpływ warunków meteorologicznych na proces wybuchu.

    Stosowana operacyjnie amunicja paliwowo-powietrzna w większości przypadków działa dwuetapowo:

I faza tworzy obłok składający się z mieszaniny paliwa i powietrza (tzw. obłok paliwowo-powietrzny), najczęściej poprzez wybuchowe rozpylenie płynnego lub pyłowego paliwa;

II faza jest reakcją zainicjowaną wewnątrz obłoku paliwowo-powietrznego, dokonanego przez ładunek skondensowanego materiału wybuchowego (np. trotylu).

    Prędkość detonacji (wybuchu) mieści się w przedziale od 350 do 2500 m/s, a ciśnienie od 1 do 20 atmosfer.

    Wybuchający obłok paliwowo-powietrzny tworzy falę uderzeniową, rozprzestrzeniającą się w otaczającym powietrzu, która to fala jest głównym czynnikiem rażącym tego typu broni. Ciśnienie fali uderzeniowej zależy od ciśnienia fali detonacyjnej (wybuchowej) w obłoku oraz odległości od jego granic. Ustalono, że nadciśnienie wytwarzane w centrum obłoku osiąga wartość 30 kg/cm2, a na granicy obłoku paliwowo-powietrznego ponad 20 kg/cm2.
    Charakterystyczne jest występowanie w fali uderzeniowej generowanej wybuchem paliwowo-powietzrnym fazy podciśnienia, której działanie burzące jest znacznie silniejsze niż fazy nadciśnienia, oraz stosunkowo długi okres obciążenia nad/podciśnieniem (od kilku do kilkudziesięciu razy dłuższy niż w wypadku fali uderzeniowej powstającej w wyniku skondensowanego materiału wybuchowego). W miarę wzrostu odległości od miejsca wybuchu, nadciśnienie na czole fali podmuchu dość szybko maleje, jednak nawet w promieniu od kilku do kilkudziesieciu metrów od centrum wybuchu osiąga wartości wystarczające do porażenia ludzi i zniszczenia sprzętu. Bomby paliwowo-powietrzne mogą w zależności od masy razić ludzi i obiekty w promieniu od kiludziesięciu do kilkuset metrów.

    Na wyposażeniu lotnictwa wojskowego znajdują się obecnie m.in. następujące typy bomb paliwowo-powietrznych: CBU-73B, CBU-72 (Stany Zjednoczone AP), ODAB-500PM, ODAB-1000 (Rosja), FAACB (Chiny) i LBPP-100 (Polska).

    Polską lotniczą bombę paliwowo-powietrzną pokazano po raz pierwszy publicznie podczas VI Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w 1998 roku w Kielcach. Łódzki Prexer Projekt zaprezentował powstałą 10 lat temu bombę LBPP-100 (Lotnicza Bomba Paliwowo-Powietrzna o wagomiarze 100 kg) o kryptonimie Tejsy, która jest w uzbrojeniu jednostek uderzeniowych WLOP wyposażonych w samoloty Su-22M4.

   Wiadomo, że w Rosji niektóre ppk zaopatrzono w głowice paliwowo-powietrzne, zwane termobarycznymi (czyli działającymi na cel wysoką temperaturą i falą ciśnienia). Oficjalnie twierdzi się, że służą one do rażenia celów powierzchniowych, ale tak naprawdę ich głównym celem jest obezwładnianie wozów bojowych. Tak wykorzystywane były rosyjskie termobaryczne ppk przez Czeczeńców. Zamiast przebijać coraz grubsze pancerze wystarczy zniszczyć falą uderzeniową zewnętrzne czujniki czołgu - SKO, układy ostrzegawcze, aby wóz bojowy stał się traktorem (w podobny sposób działać też ma opracowywany w Rosji pocisk hipersoniczny uderzający w pancerz z prędkością 1000m/s i niszczący go samą energią kinetyczną, podobnie jak pociski rdzeniowe). Fala nadciśnienia może być też śmiertelnie niebezpieczna dla załogi czołgu, a wysoka temperatura może inicjować eksplozję całego pancerza reaktywnego czołgu. W głowice termobaryczne uzbrojone są m.in. pociski 9M131F kompleksu Metys-M, rakiety 9M120F kompleksu Ataka oraz Korneta, a także szereg innych.