Die Flugbetriebe des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig und Oberpfaffenhofen (Sitz der Leitung) betreiben die größte zivile Flotte von Forschungsflugzeugen und -hubschraubern in Europa. Sie sind verantwortlich für deren Bereitstellung und Einsatz. So sind diese hoch modifizierten Fluggeräte selbst Gegenstand der Luftfahrtforschung oder werden als Plattformen zur Installation und für den Betrieb von wissenschaftlichen Geräten zur Beobachtung der Erde und der Meeresoberflächen sowie für die Atmosphärenforschung eingesetzt.
Das größte Flottenmitglied, der Airbus A320-232 "D-ATRA", ist seit Ende 2008 für das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Einsatz. ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) ist eine moderne und flexible Flugversuchsplattform, die nicht nur größenmäßig einen neuen Maßstab für fliegende Versuchsträger in der europäischen Luftfahrtforschung setzt.
Die kleinste Maschine des DLR-Flugbetriebs in Oberpfaffenhofen ist eine Cessna 208B Grand Caravan, Kennung D-FDLR. Das einmotorige Turboprop-Flugzeug wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hauptsächlich zur Fernerkundung eingesetzt und eignet sich besonders für Kameraflüge, wie zum Beispiel mit der vom DLR betriebenen hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera), die auch für Weltraummissionen genutzt wird.
Die Dassault Falcon 20E, Kennung D-CMET, ist für den Forschungseinsatz beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) stark modifiziert worden. Der DLR-Flugbetrieb in Oberpfaffenhofen setzt das Flugzeug hauptsächlich zur Atmosphärenforschung ein. Internationale Forscherteams messen Spurengase und Aerosole direkt an Bord und sammeln Luftproben, die anschließend im Labor analysiert werden.
Optisch ist die einsitzige DG 300-17 aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ein ganz normales Segelflugzeug - und doch ist sie etwas ganz besonderes. Die Flugleistungen der DG 300 sind exakt vermessen. Sie wird als Referenz für die Leistungsbewertung anderer Segelflugzeuge genutzt und ist, in Kooperation mit der Technischen Universität Braunschweig, mit entsprechender Messtechnik ausgestattet.
Die Dornier Do 228-101, Kennung D-CODE, wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig als fliegende Universal-Forschungsplattform bei den unterschiedlichsten Experimenten eingesetzt. Mit ihr werden zum Beispiel Strömungsuntersuchungen an Laminarprofilen von Tragflächen durchgeführt, optische Sensoren zur Erzeugung künstlicher Außensicht und Flugführungssysteme erprobt sowie Fernerkundungsmissionen geflogen.
Die zweimotorige Turboprop-Maschine Dornier Do 228-212, Kennung D-CFFU wird vom Flugbetrieb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen hauptsächlich für Fernerkundungsmissionen genutzt. Mit ihrer großen rechteckigen Kabine und den großen Öffnungen im Kabinenboden eignet sie sich besonders gut zur Installation von speziellen Kamerasystemen, wie die Hochauflösende Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera), die auch zur Weltraumbeobachtung genutzt wird.
Das leistungsstarke viersitzige Motorflugzeug DR 400/200R Remorqueur - D-EDVE - wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) primär als Schleppflugzeug für Segelflugzeuge eingesetzt. Darüber hinaus wird es als Transportflugzeug und zum Pilotentraining genutzt.
Der fünfsitzige Hubschrauber Eurocopter BO 105 basiert auf einem leichten Mehrzweck-Hubschrauber der Messerschmitt-Bölkow Blohm GmbH (MBB) und wurde für seinen Einsatz als universeller Forschungsträger vom Flugbetrieb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig stark modifiziert.
Der "Fliegende Hubschrauber-Simulator" ACT/FHS des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) basiert auf einem Serienhubschrauber des Typs Eurocopter EC 135, der für die Verwendung als Forschungs- und Versuchsgerät erheblich modifiziert wurde. Die mechanische Steuerung wurde zum Beispiel durch eine Fly-by-Wire-/Fly-by-Light-Steuerung (FBW/FBL) ersetzt.
Mit dem neuen Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) beginnt ein neues Kapitel in der Geschichte der deutschen Atmosphärenforschung und Erdbeobachtung. HALO basiert auf einem Ultra Long Range Business Jet G 550 der Firma Gulfstream. Die Kombination aus Reichweite, Flughöhe, Nutzlast und umfangreicher Instrumentierung macht das Flugzeug zu einer weltweit einzigartigen Forschungsplattform.
Angetrieben von einem Lycoming-Kolbenmotor mit 200 PS ist die einmotorige LFU 205 seit 1984 beim Flugbetrieb des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig im Einsatz. Als erstes Flugzeug dieser Klasse in Kunststoffbauweise dient sie als Entwicklungsträger für laminare Tragflügelprofile.
Seit über zwei Jahrzehnten ist ATTAS (Advanced Technologies Testing Aircraft System) der große Flugversuchsträger des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). ATTAS wurde hauptsächlich als "fliegender Simulator" konzipiert, um das Flugverhalten anderer - real existierender oder virtueller - Flugzeuge zu simulieren.