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美国陆军用于直升机的IHADSS头盔
新一代头盔显示器强调在任务各阶段都能帮助飞行员提高表现，设计目标是使飞行员、飞机、机载系统间进行更有效率的沟通，让飞行员获得并维持态势感知，进而提升任务效益。但头盔显示器在设计上不仅会遭遇技术问题，还会遇到与飞行员问复杂的接口挑战，如：人人各异的头部及脸部，因此设计上要非常有弹性。
最新的头盔显示器能提供80°×125°的视场，也不影响飞行员操控传统仪表。显示源可以单独装在头盔上，或是较常见的置入头盔内。如果要求高分辨率和宽阔的视场，显示源就不能太小，非得用单独式的不可。头盔上的显示源通常是单色CRT，因为它与数字滤波器的搭配在性能、重量、尺寸各方面最为均衡。
CRT成本低、来源容易、可靠、影像质量良好，不过虽然已经小型化，但其电源需求、高正极电压、产生高热仍是缺点，所以目前正在研制和测试中的显示源有：平板（Flat Panel）显示器、液晶显示器、场致发光（Electroluminescent）显示器、发光二极管显示器、场致发射（Field Emission）显示器、真空荧光（Vacuum Fluorescent）显示器、等离子（Plasma）显示器、微镜片装置（Micro-mirror Device）显示器。这些试验性新产品的尺寸小、电力及电压需求低、产生热量少、重量轻，对头盔显示器极具吸引力，平板显示器尤其有望成为民航平显的迷你显示源。美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）已经提供经费展开研究，研制和综合平板计算机技术到下一代的头盔显示器内。
在引进人工智能和光纤传输技术后，预计未来头盔显示器会有革命性的发展，头盔显示器和各种传感器问的综合程度会更好，并有更高的资料更新率以及智能型的信息显示。同样目前飞行员在转动头部时出现了图像迟滞现象，未来应该都会完全克服。
在这方面很重要的一项发展就是视觉国际公司为F-35“闪电”——第一架无平显的现代战斗机——发展的HMDS头盔（Helmet Mounted Display System-头盔显示系统）。事实上，当飞行员视线与瞄准线方向一致时，HMDS头盔就是F-35的虚拟平显；当飞行员视线逸出瞄准线方向时，凭借围绕机身的六个分布式孔径系统（Distributed Aperture system）的传感器，HMDS头盔会提供“穿透”机身的视觉体验，并显示类似平显上的飞行性能数据、威胁信息、目标瞄准图像。
最新版本的HMDS头盔
HMDS头盔以内置的微光传感器进行夜视，必要时还能以分布式孔洞系统影像显示周围三百六十度的情况。系统使用的图像和符号和现役JHMCS头盔完全相同，用有源矩阵液晶投影器取代了CRT，在头盔左、右各一具，分别用于投射影像及图像。夜视影像则由镜片投射到面罩内侧，可提供40°×30°的双筒视场。第一套HMDS头盔原型系统内有一支由ITT企业（ITT Industries）定制的16毫米直径影像增强管（Image Intensifier Tube），以电极耦合组件（Charge-coupled Device）储存影像视讯，由头盔外两眼上方的光学管投射到面罩上。
F-35 头盔显示器生成的增强影像
头盔显示系统另一项新发展，是欧洲战斗机（Eurofighter）“台风”（Typhoon）的HMSS头盔（Helmet Mounted Symbology System-头盔符号系统）。不论飞行员注视何方，HMSS头盔都能提供飞行及战术信息。此系统采用双面罩构型，夜晚使用透明防爆/显示面罩，白天使用可上下翻转的防眩/激光眼部防护面罩，头盔两侧各有一具增强管，提供40°×30°双筒重迭画面视场（前视红外影像也可投射到面罩上）。头盔为一体式设计，与头部防护、生命支持、光电完全兼容，还搭配全综合氧气面罩，提供核生化防护。头盔设计经过一系列严格测试，包括飞行时速1100公里以上的气流冲击和弹射测试，设计重心偏移量也尽减量小，以降低飞行员在高G值动作时头部的不适。
HMSS头盔
HMSS采用LED定位技术
夜视镜
从70年代初起，由于精密武器系统的扩散，改变了现代军事战争中的飞行及作战方式。为了完成任务并安全返航，现在的现代化空军相当依赖夜间低空作战能力，这都需要夜视设备才能实现。
在过去的30年中，由于夜视技术的进步，许多国家的空军凭借夜视镜（Night Vision Goggle）大幅提升了作战能力。夜视镜的典型位置是架在飞行头盔上，让飞行员通过镜筒观看舱外景物，也能从镜筒下的缝隙查看飞行仪表。夜视镜提供飞行员优质的夜间视觉信息，让他能看清地平线、物体、以及地形。
佩戴AN/AVS-6飞行夜视镜的直升机飞行员
飞行员夜视镜通常是一副双筒接目镜，内部各有一支影像增强管，双镜筒的优点是两眼可各自对焦，提供单镜筒欠缺的景深。电源由夜视镜内或头盔后方的电池供应，和机载电源互不干扰。正常使用时，夜视镜与飞行员的视线在同一直在线，必要时用手往上推就会弹开。
夜视镜原理
夜视镜是一种影像增强器，高倍率放大微光后在飞行员眼前呈现接近白天亮度的景像。影像增强器依据光能量放大的原理全被动式操作，对光谱中波长在600~950纳米（红光及近红外线）的部分很敏感，会把该区间内的反射光或发射光能量放大，送入飞行员的眼睛，这一部分光谱称为夜视镜反应光谱（NVG spectral response）。所以影像增强器在完全黑暗的环境中没有任何作用，得有一些亮光才行。
影像增强器的增强管（tube）工作方式如下：影像先聚焦于一根被称为光电阴极（photocathode）的感光物质上，光电阴极根据光线撞击的猛烈程度发射出数量与撞击程度成正比的电子，在电极加速下冲向荧光屏（phosphor screen），在屏上产生影像的荧光画面，飞行员通过目镜（eyepiece lens）观看。