エースコンバット04に収録されるプレイアブル機体は、オリジナルの架空機を含めて全21機体。主人公であるメビウス1のイメージ機体としてF-22Aが選ばれた。前作の「3」では全てオリジナル機または実在機をモチーフとした架空機体だったのに対し、本作は実在機が中心のラインアップとなり、一部機体はメーカーのライセンスを取得。今回より各機体に複数の特殊兵装が用意され、攻略の幅が大きく広がった。また、各機体ごとに3種のスキンが選べるのも過去作との相違点である。