Τα ακριβά αεροσκάφη και οι νευρικοί εκπαιδευόμενοι πιλότοι είναι ένα επικίνδυνο μείγμα. Είναι ασφαλέστερο τόσο για τον ασκούμενο όσο και για το αεροπλάνο εάν ο μαθητής μάθει όσο το δυνατόν περισσότερα για τα χειριστήρια του αεροσκάφους ενώ βρίσκεται σε ένα ασφαλές περιβάλλον που μιμείται την εμπειρία του να βρίσκεται στον αέρα. Η εμφάνιση του πιλοτηρίου προσομοίωσης τη δεκαετία του 1920 επέτρεψε στους μαθητές να κάνουν ακριβώς αυτό. Η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε στον 21ο αιώνα μιμείται όσο το δυνατόν περισσότερο τα πολλά χαρακτηριστικά της πτήσης, χρησιμοποιώντας υπολογιστές και τρισδιάστατες εικόνες για να δημιουργήσει μια ρεαλιστική εμπειρία πτήσης χωρίς να αφήσει το έδαφος.
Τα πρώτα πιλοτήρια προσομοίωσης ήταν ξύλινα κουτιά με όργανα πτήσης μέσα, τοποθετημένα σε ένα βάθρο που μπορούσε να κουνηθεί για να μιμηθεί την κίνηση του αεροπλάνου στον αέρα. Ο εκπαιδευόμενος πιλότος κάθισε μέσα στο κουτί και όλο το φως αποκλείστηκε για να προσομοιώσει τις συνθήκες πτήσης στο σκοτάδι. Ο μαθητής δεν μπορούσε να δει έξω από το μπροστινό μέρος του πιλοτηρίου και έπρεπε να συγκεντρωθεί στη χρήση των οργάνων. Τα πιλοτήρια προσομοίωσης που κατασκευάστηκαν από τη Link Aviation Inc. ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1930 χρησιμοποιήθηκαν για την εκπαίδευση πιλότων κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.
Ένα μειονέκτημα των πρώτων πιλοτηρίων προσομοίωσης ήταν ότι οι εκπαιδευόμενοι μπορούσαν να μάθουν τις δεξιότητες της πτήσης μόνο χρησιμοποιώντας όργανα. Προκειμένου οι προσομοιωτές να εκπαιδεύουν πιλότους σε ένα ευρύτερο φάσμα δεξιοτήτων πτήσης, οι σχεδιαστές προσομοιωτών έπρεπε να δώσουν στο πιλοτήριο προσομοίωσης μια ρεαλιστική εξωτερική άποψη. Οι παλαιότερες εκδόσεις ενός πιλοτηρίου με εξωτερική θέα αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1950.
Οι πρώτοι τύποι πιλοτηρίου προσομοίωσης εξωτερικής προβολής χρησιμοποιούσαν βιντεοκάμερα, οθόνη και μοντέλο αεροδρομίου. Ο πιλότος μπορούσε να χρησιμοποιήσει το joystick για να «πετάξει» τη βιντεοκάμερα πάνω από το μοντέλο του αεροδρομίου και οι εικόνες μεταδίδονταν στην οθόνη μπροστά του. Η επόμενη καινοτομία για τους προσομοιωτές πιλοτηρίου ήταν να χρησιμοποιήσουν περισσότερες από μία οθόνες για να δημιουργήσουν μια όψη 180° μπροστά και στα πλάγια του ασκούμενου.
Οι βιντεοκάμερες και οι οθόνες αντικαταστάθηκαν από γραφικά υπολογιστών τη δεκαετία του 1970. Οι πρώτες εικόνες που δημιουργήθηκαν από υπολογιστή παρήχθησαν από την General Electric Co. για χρήση στο διαστημικό πρόγραμμα των ΗΠΑ. Στην αρχή, οι εικόνες ήταν δισδιάστατες, αλλά οι μεταγενέστερες εκδόσεις παρήγαγαν ρεαλιστικές εικόνες που εμφανίζονταν τρισδιάστατες.
Τα πιλοτήρια προσομοίωσης στις αρχές του 21ου αιώνα μεταδίδουν τις πληροφορίες που προέρχονται από τα όργανα του πιλότου στην εικονική οθόνη σε λιγότερο από το ένα δέκατο του δευτερολέπτου. Η οθόνη προβάλλεται σε έναν πανοραμικό σφαιρικό καθρέφτη και ο πιλότος βλέπει την εικόνα μπροστά του να αντιδρά σχεδόν αμέσως στις οδηγίες του. Ένα πιλοτήριο προσομοίωσης χρησιμοποιείται συχνά ως μέρος της επίσημης εκπαίδευσης ενός εμπορικού ή στρατιωτικού πιλότου.