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1930年，海军事务委员会提出修正讨论，建议将来建造多一艘小型航母，32以及两艘增大吨位的中型航母。小型航母可用作跟从战列舰作战，而中型航母则可独立成为打击力量，既满足海军的战术需要，又尽用余下吨位。中型设计最终构成后来两艘约克城级，以及小型化设计的胡蜂号航空母舰。[6]
有关中型设计的争论与突击者号时相若，分别在航速、防御及舰载机三方面。在航速方面，除了代表航空署的凯利·屠纳（richmondk.tuer）中校接受较低航速，以换取其他设施空间，其他部门大体同意将航速由29节提升至32.5节。在防御方面，焦点集中在减少飞行甲板遭空袭瘫痪的机会及整体防御装甲。针对首项问题，航空署曾提出建造双层飞行甲板、设置机库弹射器以及增加升降台，以提升飞机升降效率，然而这些装备连同装甲等等，都不是中型设计吨位所能负担。装甲方面，约克城级的定位为防御轻巡洋舰的6吋火炮、空投炸弹及空投鱼雷攻击，但碍于吨位所限而要有所妥协。最后在舰载机方面，当时航空署正制订新的航空团组合，新舰的航空团应由4支小队各18架飞机组成，共72架飞机，然后再加上若干替补。不过由于计算方法不同，部内估算新舰的飞机数量可超过90架。事务委员会亦根据列克星敦级的服役经验，认为舰岛无损飞行作业，故此决意要在新舰增设舰岛，以有效排走锅炉废气。[7]
1932年初，事务委员会终于从多项设计中，选择了排水20，000吨、长770呎、阔80.3呎、120，000轴马力，最高航速32.5节、搭载90架舰载机的方案。然而国会以经济萧条为因，并未拨款建造新型航母，使设计又再拖延。期间海军部长曾要求军部研究装设8吋火炮的27，000吨方案，但最终流产。
1936年两艘约克城级下水，并分别在1937年及1938年服役。其时舰体主要性能如下：[8]
第二次世界大战爆发后，美国不再受裁军条约限制。海军可赶工建造多一艘航空母舰，以应付战争需要。由于时间紧迫，海军事务委员会只能提出沿用约克城级设计，但同时附带多项改良，特别是将新舰的锅炉与轮机交错配置，以减低风险。不过由于改动过多，新舰大黄蜂号最终只能建造新式舰岛以及延长舰艏，动力系统的问题未有解决。在中途岛海战及圣克鲁斯群岛海战，约克城号与大黄蜂号俱因鱼雷攻击而失去动力，无法离开战场而沉没。[7]
约克城级在设计之时，雷达技术尚未成熟。1937年海军研发出首批舰用搜索雷达，并在1940年命名为cxam，安装到多艘舰只。约克城号在1940年安装了cxam雷达，而企业号则在1941年安装了cxam-1型雷达。cxam的准确度为300码，分辨率400码，一般可探测到16浬内的战列舰、12浬内的驱逐舰、70浬内10，000呎高的pby水上飞机或50浬内同等高度的战斗机；而cxam-1的准确度则提升为200码。由于cxam雷达过于笨重，大黄蜂号在1941年服役时，安装了新式的sc雷达，但搜索距离却大幅下降，只可探测到10浬内的战列舰、3浬内的驱逐舰、30浬内的战斗机及25浬内的轰炸机。结果海军不久便拆除坐沉珍珠港的加利福尼亚号战列舰cxam雷达，安装到大黄蜂号，将sc雷达留为备用。海军同时为大黄蜂号新设ye返航装置，配合两座雷达，引导舰载机返航降落。[9]
约克城号与大黄蜂号均在1942年沉没，未有装上更多雷达及电子系统。企业号在1942年下半叶安装了sg雷达，用作水平搜索，其准确度为200码，分辨率400码，可侦察15浬内于500呎低空的轰炸机、22浬内的战列舰及15浬内的驱逐舰。企业号同时安装了sc-1型雷达，其搜索距离比sc雷达增加一倍，准确度提升至100码，分辨率则为500码。1943年企业号返国大修时，将cxam-1雷达替换为新式sk雷达，搜索距离激增至100浬内10，000呎高空的中型轰炸机，准确度为100码，分辨率为900码。企业号同时加装了sm雷达，搜索距离为50浬内10，000呎高空的飞机，以及25浬内的战列舰，准确度为500至200码，分辨率200码。sm雷达是美军第一批战斗机调配雷达，要到此时美国航母才可有效调配战斗机拦截敌军飞机。连同额外增设的yg返航装置，以及iff敌我辨识系统，企业号的雷达及电子设备可与1943年新服役的埃塞克斯级航空母舰相比。[10]
战争末期，企业号将sc-1型雷达改为新型sr雷达，准确度为30至100码，分辨率500码，可探测110浬内10，000呎高空的轰炸机、75浬内同等高度的战斗机、以及25浬内500呎低空飞行的轰炸机。企业同时设有作战指挥系统的雏型，战时会派出载有远程雷达的tbm轰炸机，将其数据传返舰上处理分析。企业号亦在1945年安装了初期的电子干扰系统，可以干扰敌方无线电信号。[10]
大黄蜂号的舰岛近照。1号为mark4火控雷达（fd火控雷达），其底座为mark37射控装置。约克城号与企业号起初只安装了mark33射控装置，其体积令辅助雷达难以安装，后来企业号亦更换为mark37。2号为ye返航装置，向友军舰载机发出无线电信号，引导返航。3号为sc雷达。起初sc雷达是用作升级cxam及cxam-1雷达，但其性能却强差人意。不久大黄蜂号便换回cxam雷达。