Um artilheiro é membro de um exército que opera artilharia pesada montada em aeronaves. Esse pessoal era muito mais comum em gerações passadas, bem antes do advento da artilharia controlada automaticamente, e hoje a maioria do pessoal de artilheiros trabalha em helicópteros e não em aviões. No passado, no entanto, uma aeronave poderia ter até cinco artilheiros a bordo de um avião durante o combate, com cada pessoa operando uma arma ou tipo de artilharia diferente durante o curso de um voo. Os artilheiros de cauda, por exemplo, trabalhariam exclusivamente na traseira, na cauda ou no avião, enquanto um artilheiro de nariz trabalharia na frente da aeronave.
As responsabilidades de trabalho do artilheiro de hoje são bastante semelhantes às funções desempenhadas pelos artilheiros no passado. O artilheiro inspecionará a artilharia antes que o voo ocorra, para garantir que esteja funcionando corretamente. Se necessário, ele ou ela montará as armas na aeronave durante esse período. Depois que as armas são montadas e inspecionadas, o artilheiro pode ser responsável por carregar munição no avião. Antes do início do vôo, o atirador pode precisar informar os passageiros sobre o que fazer no caso de um conflito armado, e ele ou ela precisará permanecer em constante contato com os pilotos para garantir a coordenação durante a missão.
Durante uma batalha, o artilheiro aéreo dispara em vários tipos de artilharia contra alvos inimigos, o que significa que o artilheiro é frequentemente o principal alvo dos inimigos. Os riscos deste trabalho são extremamente altos e o artilheiro corre o risco de ferimentos graves ou morte durante o serviço. O artilheiro deve permanecer perto da artilharia para dispará-la adequadamente, para que ele ou ela tenha mobilidade limitada durante uma batalha. Isso era particularmente problemático no passado em certas aeronaves; artilheiros de cauda costumavam ser os alvos de aeronaves de arrasto que visavam neutralizar essa arma atirando no artilheiro.
O artilheiro também precisará consertar a artilharia durante o voo e operar outras peças de equipamento necessárias para concluir o trabalho. Isso pode envolver o uso de óculos de visão noturna, sistemas mecânicos ou hidráulicos ou sistemas manuais. Ele ou ela também precisará ler esquemas, mapas e instruções escritas, mesmo em situações extremamente perigosas ou estressantes. Vários sistemas de comunicação também são usados pelos artilheiros durante uma operação.