Самолет Ил-78 предназначен для дозаправки военных самолетов в воздухе, прежде всего в целях увеличения их радиуса действия. Кроме того, дозаправка боевых самолетов в воздухе дает возможность взять на борт больше боевого груза или существенно увеличить продолжительность патрулирования в воздухе. Самолет Ил-78 был создан в начале 80-х годов его испытания проводились в 1983 году. При разработке самолета за основу был принят военно-транспортный самолет Ил-76МД, в конструкцию которого были внесены следующие изменения: в грузовой кабине установлены два цилиндрических топливных бака общей вместимостью 28000 кг топлива, кабина стрелка кормовой пушечной установки переоборудована в кабину оператора дозаправки с оснащением ее необходимыми приборами, под каждой из консолей крыла и в задней части фюзеляжа с левой стороны установлены унифицированные подвесные агрегаты заправки УПАЗ-1А Сахалин, усовершенствовано радиоэлектронное оборудование, в частности, установлена система ближней навигации "Встреча", позволяющая осуществлять взаимный поиск и сближение воздушного танкера и боевого самолета на дистанции 300 км в сложных метеорологических условиях и в любое время суток.

Стандартными вариантами передачи топлива в воздухе считаются дозаправка одного самолета класса "тяжелый бомбардировщик" с подфюзеляжного подвесного агрегата или двух самолетов класса "истребитель" - с подкрыльевых агрегатов. Однако возможна и одновременная заправка трех самолетов-истребителей с использованием всех трех заправочных агрегатов. На расстоянии 1000 км от своего аэродрома базирования танкер может передать другим самолетам 60000-65000 кг топлива, на расстоянии 2500 км эти возможности уменьшаются до 32000-36000 кг. В зависимости от выбранного режима заправки производительность при раздаче топлива составляет 900-2200 л/мин.

Особенностью первого варианта самолета-заправщика Ил-78 является то, что после снятия агрегатов заправки и демонтажа установленных в грузовой кабине топливных баков самолет может использоваться в качестве транспортного, так как грузовой люк с рампой и створками на нем сохранился.