2012年服役51年的美軍企業號核動力航母退役，而尼米茲級核動力航母是美軍現役最多的一級航母。從排水量來說，尼米茲級是世界上最大的航母。從第5艘起由於加裝了幾千噸重的裝甲防護板，滿載已超過10萬噸，布什號服役後這10艘船的總排水量幾乎達到100萬噸。
首艦尼米茲號核動力航母於1975年服役，目前已服役42年了，但依然是世界最強的一級航母。以尼米茲級為核心的戰鬥群通常由4至6艘巡洋艦、驅逐艦、潛艇和補給艦隻構成。福特級核動力航母首艦雖然服役，但距離形成戰鬥力還具有一段時間。
尼米茲號滿載91487噸，長332.9米，寬40.8米，高76米，艦上的甲板面積相當於3個足球場，艦身高達30層樓。採用2座A-4W反應堆，核燃料可用13年。總功率260000馬力，低於企業號和小鷹級的280000馬力。可搭載約6000人，攜帶90天的食物。
尼米茲級的船型比企業號稍寬，導致阻力增加，使得尼米茲級的最高航速30節，低於先前的企業號(35節)或採用傳統動力的小鷹級(33節)。但採用的C-13-1彈射器功率強勁，尼米茲級對於利用全速航行製造甲板風的需要也降低不少，因此最大航速的降低並不影響起飛性能。
A4W更換鈾燃料棒的頻率比A2W更低，達到13年。意味著尼米茲級具有更好的壽期成本效益，因更換燃料棒是件費時費錢的大工程。1998年尼米茲號回廠添加推進用核原料，整個這個過程一共用了33個月。核反應堆加一次燃料可工作13-15年。
由於反應堆數量大幅減少，尼米茲級騰出了更多艦內空間來搭載航空燃油與彈藥。尼米茲級的整體航空相關容量為1.5萬噸，比企業號增加將近50%，比小鷹級增加將近80%。
尼米茲號能夠承受3倍於埃塞克斯級航母受到的打擊。艦體和甲板採用高彈性鋼，可抵禦半穿甲彈的攻擊，倆舷設有隔艙系統，彈藥庫和機艙裝有63.5毫米厚的凱夫拉裝甲。艦體劃分了2000多個水密艙區設有23道橫向水密隔艙壁與10道防火隔艙壁，水線以下有4道縱向防雷艙壁。
尼米茲號一個混合型標準航空聯隊包括85-90架各種飛機。包括2箇中隊的F/A-18C戰鬥攻擊機，1箇中隊的架F/A-18E/F超級大黃蜂戰鬥攻擊機，1箇中隊的F/A-18G咆哮者取代，4~6架E-2C鷹眼"空中早期預警機，4~6架C-2灰狗運輸機，6~8架SH-60F或HH-60H海鷹直升機。
尼米茲號理論上能讓船首進行起飛作業的同時，由斜角甲板區進行降落回收(不過並不實用)。尼米茲級配置四具C-13-1蒸汽彈射器以及MK-7飛機降落攔截系統(為了節省預算，尼米茲級沒有使用企業號的最新型MK-7-3攔阻索系統)，以及四個可載重47噸的大型側舷升降機。
尼米茲級能在開戰首日上半天出動120架次，在開戰前四天保持每日230架次的出勤率。如果進行遠距離攻擊或戰鬥巡邏，由於裝彈量與加油量增加，作業時間延長，因此實際出動架次將低於這個數字。
在1997年尼米茲號曾在一次演習中達成四天內出動771架次、平均每日出動193架次的成績。在實際任務中，尼米茲級平均每日能出動100-140架次的空中兵力，相當於許多中小型國家空軍每日能出動的架次，2003年伊拉克戰爭平均每日120-130架次。
1981年尼米茲號的一架EA-6B電戰機進行夜間著艦，著艦後筆直衝向停放在飛行甲板前部右側的機群，立刻引發大規模爆炸起火。造成14人死亡，48人死亡，肇事的EA-6B與2架F-14A全毀，3架F-14A嚴重受損，4架A-7報廢，另外還有11架飛機受到不同程度的損傷，整體損失達1.4億美元。
事後調查指出肇事EA-6B的飛行員違反規定服用藥物，以致於降落作業中搖晃不穩、終至釀禍另外尼米茲號當時夜間輔降系統的大部分燈光都是熄滅的，以致於指引功能大受影響，6名航管人員也被發現擅自吸食大麻而影響值勤能力。
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