人工智能技術的發展，將深刻影響人機協同作戰從態勢感知、指揮決策、目標引導、火力打擊到毀傷評估的全過程，從而極大地提升人機協同作戰效能。在人工智能技術的推動下，人機協同極有可能成為改寫未來戰爭規則的現實手段之一。
人工智能為人機協同作戰“補短板”。通常所說的“木桶原理”，是指一個木桶盛水的多少，并不取決于桶壁上最高的那塊木板，而取決于最短的那塊。人機協同能否發揮出超過傳統有人編隊的特殊優勢，無人裝備技戰術性能的發揮和人機協同配合的默契程度是關鍵因素。人工智能技術通過提升無人裝備的自主性和智能化程度，彌補了傳統無人裝備的作戰短板，實現了人機協同中的智能感知、智能決策、精確殺傷，使人機協同更加適應未來“快速、精確、高效”的作戰需求，極大地提升人機協同的作戰效率。
人工智能為人機協同作戰提供“感知引擎”。“感知引擎”指的是人機協同的智能感知，即通過計算機模擬人的感覺器官，對外界信息產生感知能力。比如機器視覺，就是利用光學感應設備，自動接收并解釋真實場景的圖像以獲得系統控制信息，從而使軍隊具有動態信息的感知能力。在未來作戰中，無人裝備可以通過目標的視頻信息，對目標進行解構，利用卷積神經網絡圖像識別技術，讀取圖片中的信息，自動識別出潛在威脅，為目標打擊提供參考。
人工智能為人機協同作戰裝上“強勁大腦”。所謂“強勁大腦”，就是人工智能將實現人機協同作戰的智能決策。智能決策的實現一般有兩種途徑：一是將人機系統獲得的戰場信息和目標信息，與專家系統中的數據庫和知識庫進行對比，借助人工智能自動推理技術，經過計算機快速處理，生成相應的決策；二是通過深度學習，模仿人腦機制，通過多層的節點和連接，逐步感知不同層級的抽象特征，通過不斷地自我學習完成高度抽象的人工智能任務，生成決策。比較典型的智能系統，通常具有人的“智慧”，可以依據指揮員的個性、思維習慣和其他感情特征，在幾分鐘甚至幾秒鐘內做出決策判斷。
人工智能將助力人機協同作戰實現“精確殺傷”。基于人工智能開發的智能導彈被認為是構成未來實戰能力的核心支撐之一，其具備的自主跟蹤、自主探測、自主處理情報監視和偵察信息、自主識別敵我等多種功能，可實現人機協同作戰時的精確自主攻擊。早在2017年就有消息披露，俄羅斯正在基于人工智能技術開發具備“自主思考”能力的導彈，可在飛行途中自主切換攻擊目標。未來幾年，俄羅斯將陸續推出更加智能的導彈，并裝備在第五代戰機上，以大幅提升俄軍空中作戰精確殺傷能力。