坦克上装备的高射机枪最初的确是为了防空作战设置的，作为一种射程远、射速快的武器，坦克上的高射机枪可以在敌机来袭方向“播撒”密集弹幕，可对低空来袭的轰炸机、强击机形成较大威胁。即使不能击落敌机，也能迫使敌机提升飞行高度，从而使得轰炸效果大打折扣。
不过，坦克上的防空机枪虽然称为防空机枪，但它的用途可不局限于防空作战。
首先是心理作用，坦克上装一挺高射机枪，即便不能真的打下几架敌机，却能促进坦克部队的士气，给坦克乘员以“我们每辆坦克都有防空手段”的心理暗示。其次是干扰射击，由于现代攻击机的性能越来越好，坦克高射机枪很少能直接击落敌机，却能在一定程度上干扰低空飞机的对地攻击动作，使之打击效能降低，这其实也是一种有效防空、其实在现代战争中，陆军的高射炮也很少能击落敌机，但可以降低敌人的空袭效果，这本身也是有战术价值的。
相对于坦克主炮来说，坦克上的防空机枪虽然威力小、射程近。但是它的射速快、转向快、可以对近距离、不需要动用主炮、或者是主炮打不到的目标进行快速打击。而比起坦克上的主炮并列机枪，坦克上的防空机枪射界更广，使用更加方便灵活。鉴于坦克上的防空机枪如此重要，几乎所有的坦克都配备有防空机枪。
随着时代的发展，坦克上的防空机枪虽然仍然称为防空机枪，但是它承担的作战任务却一点都不“敬业”。原因是防空机枪在现代防空作战中越来越力不从心了。
在如今的反坦克作战中，对方往往是出动武装直升机搭载反坦克导弹对坦克进行攻击，反坦克导弹的射程往往在数公里以上。例如“长钉-LR”反坦克导弹可对4公里范围内的坦克进行攻击。美军的AGM-114L“长弓海尔法”导弹的射程更是达到10千米，反坦克能力空前强大。
而防空机枪的有效防空作战距离一般为2公里，不难看出，坦克上的防空机枪根本无法攻击远在数公里的武装直升机，后者却可以轻易使用反坦克导弹进行反坦克作战。防空机枪更是不具备拦截反坦克导弹的能力，所以它的防空作战效能已经是大打折扣，已经降格成为一款重机枪。
防空机枪因为口径大、弹初速快、可选用燃烧弹、曳光弹、穿甲弹等弹药，所以具备相当恐怖的平射威力。例如中国的56式四联装高射机枪在1000米距离上仍能击穿20毫米的钢板。
在2012年99A坦克进行定型试验的时候，炮塔上安装着一门形状独特的机枪，是国产02式14.5毫米高射机枪的车载型。当时99A坦克的设计师们考虑为这种新型坦克配备14.5毫米高射机枪，但由于主战坦克的高射机枪只需负责数百米内的辅助防空和歼灭地面目标的任务，在这个射程内，12.7毫米和14.5毫米口径的性能差异不大，如更换机枪口径，还会带来携弹量下降和后勤繁琐的问题，所以99A的量产型号还是维持了原来的85式12.7毫米口径高射机枪。
如今坦克防空早不依靠防空机枪，而是依靠其他装备的保护，各国都为它们的地面装甲部队配备很多先进的野战防空装备。例如中国陆军为地面装甲部队配备了由红旗-16、红旗-17、红旗-7B近程导弹、PGZ-09双35自行高炮、PGZ-04型4-25自行高炮、双25牵引高炮、HY-6便携式防空导弹、前卫2便携式防空导弹等一大批野战防空装备，它们才是坦克的防空保护伞。
