Ил-78М (код НАТО — "Midas") предназначен для дозаправки тяжелых бомбардировщиков, базовых патрульных самолётов, самолетов ДРЛО и самолетов тактической авиации (МиГ-31, Су-24, Су-27 и др.). Самолет Ил-78 способен наносить удары по удаленным стратегическим объектам или противодействовать средствам воздушного нападения противника на сверхдальних подступах к территории страны. Может использоваться также в качестве наземного топливо-заправщика при срочной переброске топлива на аэродром маневра и как транспортный самолет.

Разработан на базе военно-транспортного самолета Ил-76МД. Самолет Ил-78 начал покупать на вооружение строевых частей дальнем авиации в 1987 г. На его основе создан усовершенствованный вариант самолета-заправщика ИЛ-78М.

Самолет оснащен четырьмя турбореактивными двигателями Д-ЗОКП с тягой по 12300 кгс каждый. В фюзеляже установлены 2 съемных топливных бака, вмещающие по 14000 кг топлива каждый. Под фюзеляжем и под крылом размещены подвесные унифицированные заправочные агрегаты УПАЗ-1А, обеспечивающие дозаправку системой "шланг-конус". Допускается одновременная дозаправка одного самолета (класса тяжелый бомбардировщик) с подфюзеляжного заправочного агрегата или двух самолетов класса МиГ-31, или Су-24 с подкрыльных заправочных агрегатов. Количество отдаваемого топлива при использовании только крыльевых и фюзеляжных баков — 85720 кг, производительность при раздаче топлива — 900—2200 л/мин (в зависимости от выбранного режима дозаправки).

В хвостовой части самолета расположено рабочее место оператора дозаправки, оснащенное оптической системой заднего обзора. На самолете установлено дополнительное светотехническое оборудование, обеспечивающее поиск и сближение самолетов при дозапраике, а также оборудование для обеспечении видимости контура самолета-заправщика и агрегата заправки при всех вариантах их установки. Проведены также работы по размещению дополнительных блоков аппаратуры радиосистемы ближней навигации РСБН-7С для обеспечения режима "Встреча».

После снятия фюзеляжных топливных баков самолет может трансформироваться в транспортный. Для этого на нем имеются грузовые лебедки ЛПГ-ЗОООА (2 шт.) для погрузки техники и грузов с тянущим усилием 3000 кг, тельферное оборудование для погрузки грузов без ходовой части грузоподъемностью до 10000 кг, рольганговое оборудование для погрузки и крепления контейнеров, поддонов, швартвочно-такелажное оборудование для погрузки и крепления грузов к полу самолета. Длина грузового отсека — 20 м (24,5 м с рампой), ширина грузового отсека — 3,4 м, высота грузового отсека — 3.46 м.

Ил-78М в транспортный вариант не конвертируется.  Находится на вооружении ВВС России и Украины.