导航使用GPS惯性导航。也能使用卫星连结能力进行自主飞行（Ku频或UHF频）并从卫星转送侦查讯号到MCE。而公开资料链上的资讯；可以当无人机对准任何软件相容的地面站台时自动下载到该站台（或装置）。

地面上的主要装备有任务控制元件（Mission Control Element MCE）和发射维修元件（LRE），都由雷神公司生产。MCE用于任务规划、遥控控制、指挥调度，还能处理和转送影像侦查资料；LRE负责发射和维修机体；还能配合地面支援设施。（LRE还发出精密军用级的GPS讯号引导起飞和降落，精密编码的GPS可以补助惯性导航），MCE和LRE是分离式的设备可以分别安装在不同的地方，MCE可以部署在远端总基地。两设备的指向天线和卫星通讯天线都有外加的军事迷彩掩蔽物。

全球鹰携带“休斯整合式搜索与侦查”（Hughes Integrated Surveillance & Reconnaissance, HISAR）系统。HISAR是一种低成本的ASARS-2侦查套件原本是休斯装在U-2侦察机上用的。HISAR也用在美国陆军RC-7B低空多用途（ARLM）侦察机上，国际市场上也有销售。HISAR包含SAR-MTI系统，可提供光学和红外线影像。所有三个侦测器都可以连结到普通商用电脑处理器作程控。数位影像可以由最大带宽50 Mbit/s传回地面站，或是通过卫星传递。

SAR-MTI系统于X-波段操作并提供以下几种模式：

光学和红外线摄影机共同装在一具莱舱上，使用一般镜头提供望远缩放功能。还可以选挂补助SIGINT套件。另外为了增强生存性环球之鹰装有雷神公司AN/ALR-89自卫套件包含AN/AVR-3激光警告系统，AN/APR-49雷达警告系统和干扰系统，可以使它被任何武器瞄准时第一时间知道。一具ALE-50拖曳诱饵可以增强对导弹的逃脱能力。

2006七月，空军在爱德华基地于无反射室进行测试环球之鹰Block 30批次的升级系统。此版本有一具极高敏感度的SIGINT处理器；称为“先进信号智慧酬载”。

2006九月，新雷达开始测试，多平台雷达科技插入专案（MP-RTIP）加上综合姿态专案。同时一起测试，一台全球鹰被装上这些设备，一些更大型版本（可以广域监控世界上多数国家全土）也安装到空军E-10MC2A和E-8有人侦察机上。

头七架由先进概念实验专案（ACTD）所建造，为了评估设计和性能。在全世界监控的能力是首要要求，原型机于阿富汗战争中首次应用和测试。

一反常态的全球之鹰是一边进行小批量量产一边又同时研发。九架Block 10批次的飞机（也称RQ-4A型）生产完成，已经有两架交给海军，两架参与伊拉克战争。最后一架RQ-4A 2006年7月26日出厂。

为了增加性能，订购中的飞机机身都重新设计，鼻锥和机翼都延伸长。重新命名为RQ-4 Block 20批次，可以载运3,000磅的仪器。第17架Block 20已经生产完成，2006/8/25已经举行出厂典礼。2007/3/1第一架Block 20移交到爱德华空军基地。Block 20统一都定在2007到2008于该基地测试。未来Block 30和40都将类似Block 20预定于2008至2010生产。

成本

研发成本过高一度使全球鹰计划难产。2006年中的试验机建造成本超过预算达25%，原因部分来自中途修改设计增加性能。使得一度被国会关切可行性，如果在国家安全上需求评估没有过的话将被取消。然而2006年七月，全球之鹰计划完成调整。完成了空军的评估报告但是生产期程也由2005年八月延到2007年十一月。报告在2007年三月公布预计生产54架并延长计划两年到2015年。

美国海军购买两架Block 10用于评估监控能力，命名为N-1，机号为166509，配置于爱德华基地，后来2006/3/28移交给Patuxent River海军航空站，开始进行全球之鹰海上操演（GHMD）专案。海军VX-20中队负责此项目。

2006春季，GHMD操演展开第一部分海上缉毒能力验证，四架出动监控加勒比海和佛罗里达海岸，监视海上和空中目标。

2006七月GHMD行动扩及到太平洋边缘。虽然RIMPAC遥控控制站在夏威夷，但是飞机起降都在爱德华空军基地，离作业区将近2,500英里（4,000千米）远。四架全球之鹰配合林肯号航空母舰（USS Abraham Lincoln CVN-72）和好人理查号两栖突击舰（USS Bonhomme Richard LHD-6）两军舰进行24小时海上监视行动。演习中有一部分是：全球鹰发现海上动静，展开追踪，完成多重影像拍摄。之后影像传送到Patuxent River海军站处理后传到夏威夷派出舰队，等于完成全球性的军事行动。

诺斯洛普公司还提供一种RQ-4B型给海军的广域海上舰控项目（BAMS）竞标案。

2007年12月，两架全球鹰从美国空军移交给NASA太空总署爱德华兹空军基地的德赖顿飞行研究中心，于2009开始协助NASA的若干空中实验计划。这两架全球鹰也是国防先进研究署第一和第六架专门为了示范先进科技概念而制造的飞机，当空军有新的全球鹰服役而完全不再需要这两架时，它们也将完全移交给NASA作为科学用。

欧洲鹰（EuroHawk）是由德国空军所订购的RQ-4B衍生版本，与一般的全球鹰主要差异在于特别针对欧洲方面的需求所量身打造的感应器组合。欧洲鹰基本上是以全球鹰Block 20/30/40为基础，但配备了欧洲航空防务与太空公司（EADS）所开发的SIGINT（意指“Signals intelligence”，讯号拦截分析情报）套件。除此之外，德国海军也计划用欧洲鹰来取代原本的达梭-布贺盖大西洋式电子监测机（Dassault-Breguet Atlantique）。

欧洲鹰在2009年10月8日出厂，并在2010年6月29日时进行了首次飞行。该机种在美国的爱德华空军基地（Edwards AFB）进行了为期数个月的飞行测试，最后在2011年7月21日抵达德国曼欣格（Manching），由驻防在该地的德国空军第51侦察大队操作。

澳大利亚考虑购买以进行海陆监控。全球鹰将在2007训练计划中和RQ-1 Mariner掠食者无人侦察机做一次评比。如果选中全球鹰它将被分派到10和11中队，配合P-8A海神侦察机作业。并于2018前取代P-3C。

加拿大是潜在客户之一，他们有海陆监视的需求，想要替换现行的CP-140 Aurora有人侦察机，以便用遥控方式对北极和远洋进行低成本监控。

韩国国防采办项目局（DAPA）一直表达希望至少于2011前取得四架RQ-4B和支持设备，分派预算大约USD1900万美元，以提升韩军智能化程度以备战时和美军能偕同作战。

日本也有意愿向美国采购此型无人侦察机，以监视中国人民解放军海军在东海的活动。

2022年3月12日，日本共同社消息，日本自卫队首次部署美国制造的“全球鹰”无人侦察机。这是日本防卫省在青森县三泽市的自卫队基地部署“全球鹰”计划的一部分。12日，日本自卫队于三泽基地确认部署1架“全球鹰”无人机。日本防卫省表示，计划在三泽基地部署总共3架“全球鹰”无人机。

Scaled Composites公司和诺斯洛普·格鲁门公司提供50%比例的小型RQ-4A，目前称为Model 396，是美国空军斩首行动计划的一部分。

空军的环球之鹰试验评估由艾德华空军基地452飞行联队测试。服役机则交由第9侦查队，第12侦查队操作。

F-16高一百倍。但是工程师表示不能把原型机和成熟的飞机相比，比较标准不公平且人员训练也不足。

2001年4月24日，一架全球鹰以不中停方式从美国加州爱德华空军基地直飞澳洲爱丁堡空军基地，创下无人机飞越太平洋的纪录。共飞了22小时。

全球鹰海上操演专案时两架移交给美国海军，2006十二月第二架派往马里兰州NAS Patuxent River海军站服役。两架留作测试感应器、战术及程式等改进与海上监控。

2007年10月加州山火时全球鹰也出动；发挥监控优势。

作为2010年海地地震地震救援工作的一部分，美国五角大楼从阿富汗战场上调动了一架RQ-4全球鹰侦察机，拍摄地震灾后画面，并向非政府组织和其它救援组织提供间谍飞机拍摄的照片，让他们能更清楚的了解地面形势。该全球鹰最初是在阿富汗执行美军任务的，2010年1月14日调整了任务，让它在海地飞行了14小时，拍摄了数百张照片。美国空军计划1月15日派其拍摄更多灾区照片。

2011年3月11日，福岛第一核电站事故发生后，美国紧急于3月17日从美军关岛基地调派一架RQ-4全球鹰侦察机，拍摄反应堆受损影像。

自2012年开始，美空军不断申请退役RQ-4无人机，遭到国会反对。

2021财年，美空军启动自冷战结束以来最大规模的军机退役计划，RQ-4无人机终于榜上有名。

2022年8月，据外媒报道，美空军计划于2027年前退役全部RQ-4无人机。其中，20余架RQ-4 Block 20和Block 30型机已开始陆续退役，9架RQ-4 Block 40型机将紧随其后。