Ан-З0М «Метеозащита» используется для искусственного вызывания осадков. На самолете вместо аэрофото-съемочного оборудования устанавливаются контейнеры для хранения гранулированной углекислоты и ее дозированного разбрасывания в полете с помощью отстрела метеопатронов. В 1986 году за создание Ан-З0М ведущим специалистам АНТК им. O.K. Антонова В.А. Гарвардту, М.А. Кокареву, И.В. Оболончику и Э.А. Шоломицкому присудили Государственную премию СССР.
Один Ан-30 оборудовали радиолокационной станцией бокового обзора «Торос». Радиолокационная съемка выполняется с высоты около 6000 м. Изображение ледяного покрова непрерывно фиксируется на пленке электронного фоторегистрирующего устройства. Разрешающая способность снимков — около 200 метров, что позволяет получать информацию о строении ледяного покрова на достаточно больших площадях (размеры льдин, тороси-стость, заснеженность, возраст и т. д.).
За годы серийной постройки (1973–1979 гг.) выпущено 123 самолета.
Последней модификацией самолета стал Ан-З0Д с накладными (по бокам фюзеляжа) топливными баками по типу Ан-26Д. Самолет предназначен для ледовой разведки и поиска рыбных косяков, может использоваться для охраны территориальных вод.
Самолеты семейства Ан-30 могут привлекаться и для перевозки грузов и пассажиров.
В настоящее время самолеты Ан-30 по заказам авиакомпаний переоборудуются в комфортабельные пассажирские варианты Ан-30А-100 на 20 мест. На самолеты устанавливают дополнительные иллюминаторы, тепло-звукоизоляцию и вибропоглощающее покрытие бортов фюзеляжа на основе материалов «Файрес-1» и СКЛГ-6020М, снижающее шум в салоне на 30 дб по сравнению с пассажирским Ан-24, дополнительное освещение и стационарный кондиционер воздуха, создающий необходимый комфорт на стоянках в аэропортах.
Первые Ан-З0А в 1974 году поступили в авиаотряды, базировавшиеся в ленинградском аэропорту Пулково и на подмосковном аэродроме Мячково, постепенно вытеснив самолеты Ил-14ФК. В 1975 году Ан-З0А впервые продемонстрировали на авиационно-космическом салоне в Ле Бурже.
Несмотря на многолетнюю эксплуатацию различных вариантов Ан-24, полеты фотокартографа не всегда завершались благополучно. Зачастую летные происшествия связаны с человеческим фактором, но случается, что спустя десятилетия дают о себе знать конструктивные дефекты. Например, 22 марта 1992 года в районе Нижнеянска (в 55 км от Якутска) произошла катастрофа самолета Ан-30 (СССР — 30002) Мячковского ОАО, следовавшего на высоте 5400 метров по маршруту Чокурдах — Печора — Москва.
Как отметила комиссия, расследовавшая трагедию, одним из ее факторов были неудовлетворительные характеристики устойчивости и управляемости самолета, заключающиеся в пропадании усилий на педалях при отклонении руля направления на углы более 10 градусов.
В материалах расследования отмечалось, что подобные недостатки обнаружились еще на этапе летных испытаний самолета. Тогда же разработали проект бюллетеня, предусматривавшего включение в систему путевого управления Ан-30 дополнительного загружателя, но он так и остался на бумаге…
На 1 января 2004 года в российских авиакомпаниях числилось 27 самолетов Ан-30 и Ан-З0Д.
В вооруженных силах кроме своей основной задачи фотокартографа Ан-З0Б широко применялся для разведки. Так было в ходе боевых действий в Афганистане и в Чечне. На этих самолетах по бокам фюзеляжа устанавливали кассеты «Веер» или УВ-26 со 196 и 384 инфракрасными ловушками соответственно, защищавшими от ракет переносных зенитно-ракетных комплексов. Кроме этого, на носовых балочных держателях возможно размещение авиабомб и фильтргондол для взятия проб воздуха.
Применение Ан-З0Б в Афганистане позволило значительно расширить круг решаемых задач. В практику вошли: визуальное наблюдение, наведение боевой авиации на цели, поиск сбитых летательных аппаратов и прочее. Не обошлось без потерь. Так, 27 декабря 1986 года один из Ан-30 был сбит повстанцами близ Кабула.
Примером боевой работы Ан-З0Б в Чечне может быть сезон с мая по ноябрь 2000 года, когда разведчики около 20 раз поднимались в воздух для отслеживания передвижений боевиков. Иногда фоторазведчики поднимались в воздух по два раза в день, иногда их подстраховывали экипажи Ан-26.
Ан-30 широко используются по своему прямому назначению и сегодня. В частности, российские и украинские Ан-З0Б привлекаются для работы по программе «Открытое небо» для контроля военных объектов за рубежом.
Договор по открытому небу (Open Skies) подписали 25 стран, в том числе Россия, 24 марта 1992 года в Хельсинки (Финляндия). В соответствии с международными правовыми нормами документ вступил в силу после его ратификации парламентами всех стран, его подписавших, — 1 января 2002 г.