優化總體構型
2012年6月14日，首架MQ-4C廣域海上監視無人機系統的原型機在位于加利福尼亞州帕姆代爾的美國空軍第42制造廠正式出廠。作為“全球鷹”家族的新成員，MQ-4C無人機承襲了總體構型，但是根據海上任務的特點，相應地改進了局部構型。
與RQ-4B無人機明顯不同之處是，MQ-4C無人機在機身腹部安裝了一個圓拱形雷達天線罩，并在機頭下頜處安裝了一個多頻譜傳感器的轉塔。同時，該機在進氣道的進口采用鈦合金整流罩，亮白的金屬色令人一目了然。
與“全球鷹”始終在高空飛行不同，美國海軍要求MQ-4C無人機在執行任務期間具有更好的機動性，在發現可疑目標后，可以降低飛行高度，對目標進行重點偵察。由于所承擔的任務角色有所不同，MQ-4C無人機在高空探測和鑒別目標時，效果并不理想，尤其在多云天氣下難以獲得清晰的圖像，需要適時下降到5000米高度飛行，以便在低空更好地監視可疑艦船及其活動。
然而，MQ-4C無人機頻繁地改變飛行高度，不得不面臨兩個現實問題。首先是氣動穩定性。該機在低空巡邏飛行過程中容易遭遇到陣風載荷，對于機翼強度提出了更高的要求。為此，諾格公司在研制MQ-4C無人機時，專門增強了機翼內部結構，并借鑒了“全球鷹”Block 40型的設計，在后機身專門加裝了雙腹鰭，以減緩低空湍流對橫向穩定性的影響。
其次，海面上潮濕的空氣會在進氣口和機翼前緣產生結冰現象，嚴重情況下會危及發動機安全和氣動性能降低。為了適應美國海軍的作戰使用環境，諾格公司專門在進氣道的進口處采用了一種民用防冰/除冰系統，并在機翼前緣和垂尾前緣也安裝一種由經美國聯邦航空局認證的除冰系統，力求及時化解潛在危險。此外，該機還采取了抗冰雹和抗鳥撞等措施。
2013年5月22日， MQ-4C無人機在加州帕姆達爾完成首次試飛，標志著一系列驗證測試工作正式啟動。2014年3月13日，美國海軍宣布，MQ-4C無人機已經完成飛行包線擴展的初步飛行試驗，旨在測試這種海上無人偵察機在不同速度和高度下的基本性能。作為一種執行高空、長航時ISR任務的平臺，“海神信使”無人機具有3704千米的航程，續航時間超過24小時，在一次任務中就能夠覆蓋接近700萬平方千米的海域。
2016年，“海神信使”原型機開始實施了一系列重載飛行試驗，通過機內滿載燃油，有助于顯著擴大無人機在高空持續飛行的預期時間。在2016年6月的一次單獨試驗中，MQ-4C原型機在滿載燃油的情況下，首先爬升到610米，然后又爬升到914米高度。這項計劃將繼續實施重載試驗，直到“海神信使”原型機的最大飛行高度達到1830米。
MQ-4C無人機的主要特征與美國空軍裝備的“全球鷹”有所不同
諾格公司在帕特森特河航空站測試MQ-4C無人機
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