W XXI wieku nastąpił rozwój nowoczesnych systemów sterowania i nawigacji, który doprowadził do upowszechnienia i dojrzalszych form USV — zdalnie sterowanych z lądu lub z pobliskiej jednostki, USV działających częściowo autonomicznie oraz USV (ASV) działających w pełni autonomicznie.
Współczesne zastosowania i obszary badań nad USV i ASV obejmują komercyjną żeglugę handlową, w tym eksperymentalne przewozy ładunków na krótkich trasach, czego przykładem był autonomiczny transport ostryg, oraz rozwój autonomicznych statków towarowych Yara Birkeland, a także eksperymentalne jednostki badawcze, takie jak Mayflower Autonomous Ship. USV wykorzystuje się również do monitoringu środowiska i klimatu, badań oceanograficznych oraz badań strefy przybrzeżnej, m.in. z użyciem platform Saildrone i Wave Glider, zdolnych do długotrwałego zbierania danych o warunkach oceanicznych i atmosferycznych, a także niedrogich autonomicznych jednostek wyposażonych m.in. w systemy unikania przeszkód. Ważnym obszarem zastosowań jest też mapowanie dna morskiego, Saildrone Surveyor był wykorzystywany przez NOAA do hydrografii i odkrywania wcześniej nieopisanych form dna.