航空潜舰（Submarine aircraft carrier，潜水空母）是指可以搭载舰载机进行侦查或攻击的潜艇，由于此舰种多在冷战前研发，因此搭载的舰载机多是水上飞机。他们拥有较大的吨位，以及有可整备舰载机的设计，可说是结合航空母舰与潜艇的舰种（但实际上目前未制成战力接近航空母舰者）。从冷战开始至今没有再成功研发出一艘航空潜舰。
概要
类型
* 侦查型航空潜舰
主要目的为强化母舰视野提高侦测能力，与第二次世界大战结束前战舰和巡洋舰搭载侦察机的目的相同。当时所有潜艇都采用传统柴电动力必需定时上浮，且受限技术潜航时间大多很短，然而上浮到水面的潜艇观测高度十分低，雷达等电子侦搜系统也效果还不够好，为改善此缺点以加强潜艇上浮时的侦测能力提高存活率，使用舰载机来辅助观测是许多国家考虑采用手段。碍于技术能力大多可搭舰载机量极少，通常仅设计搭载一架没有其他备用机。法国、日本、英国和德国皆曾成功做出此类航空潜舰。
战后由于电子侦搜系统效果提升，潜航能力提高甚至有不需上浮的核子动力潜艇出现，因此不再需要依赖舰载机进行侦查。
* 攻击型航空潜舰
主要目的为以潜艇为母舰运载增加攻击范围，与航空母舰目的相同，但潜艇能下潜返航防止还击，进一步的设计能暗中穿越敌人海上防线，出动舰载机攻击后再下潜返航，完成「来无影去无踪」的匿踪航空母舰。第一次世界大战期间德国与英国尝试开发的航空潜舰即属于这型，但因实用性和技术不足加上战争结束而放弃。第二次世界大战大日本帝国海军才完成最接近可实战用的伊十三型潜舰与伊四百型潜舰（皆搭载晴岚攻击机），但因为完工时间太晚且国力不足量产，仅完成少数几艘就战争结束而无实战成绩，幸存的船被美国接收研究完后为防苏联取得技术而作靶舰击沉。
对地攻击的概念虽然造成大幅影响，但因更实用的潜射飞弹研发成功，此概念被转往发展成弹道导弹潜艇与巡航导弹潜艇。
优点
* 舰载机能提供非常有效的侦查功能（在电子侦搜系统有效前）。
* 多用途舰载机除了侦查还能供应通讯、运输、攻击、制空……等多种功能。
* 攻击型航空潜舰能下潜匿踪移动，穿越海上防线发动突袭再下潜返航，完成一般航空母舰不可能的任务。
* 由于能下潜匿踪移动，航空潜舰理论上可以不需要组成航空母舰战斗群护航作战，整体上建造与后勤成本可能比一般航空母舰组成舰队来的低。
* 本身也是属于一种潜艇，所以也自身具备反潜反舰能力，近乎是全功能的舰艇。
缺点
* 受於潜艇所需的下潜设计，无论技术多进步运量都比同吨位的航空母舰低得多。
* 设计需要考虑的问题太多，增加研发的难度与成本，本身量产难度与单位成本也比航空母舰与一般潜艇高。
* 体积与吨位太过庞大，增加建造所需资源、成本与时间，隐蔽性也比多数潜艇差，紧急下潜所需的时间也较长，存活性比一般潜艇低。
* 运量不足想要有效打击通常仍需至少两三艘以上组成潜水舰队联手攻击才能有效，单打独斗的能力逊色于任何一款舰艇。
* 受於潜艇所需设计的司令塔和潜望镜，不利采用全通式飞行甲板，无法让一般舰载机起降，只能使用水上飞机、自转旋翼机与直升机等，理论上垂直起降战机也是可行的机种，但得考虑起飞甲板耐热的问题，这些机种在用途性、作战半径、运载火力或成本等某些方面不比一般舰载机好。
* 早期潜艇需要配置舰炮与高射炮，但航空潜舰需要的舰载机相关设施会占用甲板空间，能配置的火炮密度不及一般攻击潜艇，虽然这些火炮本身仅做辅助用。
* 航空潜舰起降舰载机必须上浮才行，作业时间大幅增加遭攻击的危险性，同时也让这种潜艇搭载核动力系统没办法发挥完全潜航的优势，除非开发出能潜射出动的无人航空载具才可能解决此问题。
发展历史
第一次世界大战
德国
德国是最早研发航空潜舰的国家，曾试验腓特烈FF.29水上侦查机降落在U-12潜艇上。1915年1月15日，一艘U-12运载一架FF.29及一枚12公斤炸弹尝试能否借此增加轰炸英国的范围，计划是U-12以上浮航行的方式运载FF.29，飞机起飞后潜艇下潜返航，飞机则飞回机场或在海上降落。尽管飞机成功起飞，但飞机在甲板上被海水浸泡产生许多问题需要改善，随后这个实验被德国海军司令部认为不实际而中止。1917年因计划增加潜艇战力而被重新起草，并计划开发两款可拆装的水上侦查机（汉莎-勃兰登堡 W.20与Luftfahrzeug Gesellschaft L.F.G. Stralsund V.19）与专用飞机库由巡洋潜艇Unterseeboote运载，但随著战争结束而中止。
英国
英国也在1916年尝试使用E22潜艇潜艇运载Sopwith Tabloid水上飞机穿越北海拦截德国飞船，但与德国有一样的状况而放弃。
一战后至二战前
法国
1926年法国为了断切敌方海运路线开始计划打造速科夫号潜艇，并于1934年完工。速科夫号被称为潜水巡洋舰（underwater cruiser），它搭载了一座203公厘联装炮塔这种一般只有巡洋舰或战舰才会搭载大口径舰炮，另有37公厘三联装机炮与13.2公厘联装机枪各两座，鱼雷管共12门，在水中拥有4,304吨排水量为当时最大的潜艇，并有90天的续航力，但这些设计却让它隐蔽性不佳。速科夫号舰桥围壳的后部为机库，可搭载贝松MB411水上飞机1架进行侦查，并拥有起重机起降回收作业，虽然成功做出但因准备作业过于复杂且耗时，实际上却很少使用，飞机库甚至被代作仓库用。前部装载数艘小艇并设有收容40名俘虏的设施，整体而言速科夫号被分析认为缺乏战术实用性，虽然它是航空潜舰成功的案例却设计不成熟，虽然它本身的设计仅是以拦截商船为目标。第二次世界大战爆发在法国休战后为自由法国所拥有，1942年2月18日与美国商船「汤普生·莱克斯」号撞上并沉没，但后来另有一份调查报告认为是受到美国飞机意外的攻击造成。
义大利
1926年义大利皇家海军建造的Ettore Fieramosca潜艇拥有一个防水机库并计划搭载一种小型的水上侦查机，1928年交付Macchi与比雅久分别生产出Macchi M.53与比雅久 P.8两款适合的机型，但计划最后被取消。
日本
日本在二战前便十足运用航空潜舰的概念。伊一型潜舰（巡潜1型）的五号舰伊号第五潜舰1932年完工时便增设机库，为日本第一艘航空潜舰，被称为巡潜1型改（巡潜1型改），1933年将后部的高射炮去除改装一座空气式弹射器（吴式1号2型），但1940年时又被拆除并安装1具25公厘联装机枪，之后就没再搭载舰载机过，1944年7月19日返回横须贺途中被击沉。
1935年5月15日竣工的巡潜2型伊号第六潜舰（巡潜2型）一样后部设有机库与弹射器（吴式1号3型）可用水上飞机进行侦查，但开战后到1944年6月30日失踪沉没时都没有使用过。伊七型潜舰（巡潜3型）的伊号第七潜舰与伊号第八潜舰也都在后部设置机库与弹射器（伊7为吴式1号3型改，伊8为吴式1号4型）。综观二战前日本完工的巡潜型潜艇后半者全是能搭载舰载机的航空潜舰。
英国
受到华盛顿海军条约限制本来装备重炮的M级在1号舰M1后的其他潜艇被迫转往其他用途。1927年2号舰M2装备了防水机库和转臂起重机，能将Parnall Peto水上飞机运载起降。1928年10月前甲板增设了斜向弹射器加强起飞效率。M2可以航行在舰队前派遣飞机进行侦查，发现威胁及时下潜。1932年M2失踪，之后英国皇家海军放弃继续研发航空潜舰。
美国
1922年美国开始对航空潜舰进行研究，两架卡斯帕U.1水上飞机进行竞标并展示到1923年，但没有成功，不过却留下技术资讯。后来美国海军订购了考克斯-XS Klemin-1S与马丁MS-1类似卡斯帕U.1这种易拆卸的小型水上飞机各六架，10月到11月期间使用S-1潜艇进行运载测试，后来又研制出更适合的考克斯-XS-2与Loening XSL，但此时美国海军已丧失兴趣。由于考量作业繁杂且军事价值有限的问题，并得知英国皇家海军M2潜艇的状况，且Loening XSL在安那考斯迪亚河受损促使美国终止研发。
第二次世界大战
德国
1939年纳粹德国海军开始建造四艘Type XI级巡洋潜舰（U-112、U-113、U-114与U-115），该潜艇排水量预计有4,650吨，几乎是所有U型潜艇的两倍，将会成为当时最大潜艇的奇迹武器。船员共110人，搭载两座127公厘炮并可运载一架AR 231水上飞机，但战争爆发后计划遭到取消。
另外还尝试开发Fa-330无动力自转旋翼机搭载在IX级潜艇D2 Monsun上执行侦查与导航。Fa-330类似直升机但构造更简单，观测员座位没有机身保护，操纵装置仅能控制旋翼的共同倾角以及方向舵，头上是三叶旋翼，升力源自潜艇缆绳牵引产生的气流，同时缆绳内嵌电话线以便观测员与母舰通讯。Fa-330平时可折收存放，使用时可以迅速组装完成，主要是在印度洋和南大西洋使用，但使用它会阻碍潜艇下潜速度。在盟军反潜机数量与涵盖范围大增后，Fa-330不能对其预警而使效果不彰。
曾计划使用Fl-282直升机帮潜艇做远距离侦察。Fl-282是由钢管焊接制成的简易小型直升机，其螺旋桨直径仅1.8公尺，机身长度仅5.5公尺，机库可安置在潜艇甲板上，但实际上Fl-282却从未正式部署过。
日本
二战爆发后大日本帝国海军在航空潜舰应用的更加广泛，伊九型潜舰（巡潜甲型）、伊号第十二潜舰（巡潜甲型改1）、伊一五型潜舰（巡潜乙型）、伊四〇型潜舰（巡潜乙型改1）与伊五四型潜舰（巡潜乙型改2）皆可以携带一架零式小型水上侦查机做侦查，与先前的伊5到伊8不同的是，飞机库与弹射器由后甲板改到前甲板。其中伊一五型是建造最多也最有战绩的一级，拥有很高的航速与续航力，共建造20艘（伊15、伊17、伊19、伊21、伊23、伊25、伊26、伊27、伊28、伊29、伊30、伊31、伊32、伊33、伊34、伊35、伊36、伊37、伊38与伊39），其中伊25还曾成功使用飞机投掷燃烧弹轰炸美国本土。
除了用于侦查，日本在航空潜舰应用最令人叹为观止的就是开发出以对地攻击为主要目标的伊四百型潜舰（潜特）。伊四百型全长122公尺，全宽12公尺，水中排水量达6,560吨，自恃力预计达120天，理论上可绕地球一圈半，在21世纪前是最大的柴电动力潜艇。伊四百型能搭载3架晴岚攻击机，晴岚是1943年研发完成的潜艇搭载用水上舰载攻击机，可挂载一枚800公斤的鱼雷或炸弹，最大航程达1,540公里，机翼可翻折与机身贴合，浮筒可拆解另外存放。晴岚平时可收纳于指挥塔内的隧道式飞机库，机库舱口设于指挥塔前部并有一具弹射器（四式1号10型）固定于舰首甲板上，起飞准备作业预计最快仅需3分钟，舰内装配温度足够随时可让晴岚使用的燃料槽。伊四百型虽内建简易起重机但回收作业耗时不易，虽然测试演习或许可状况晴岚可以返回母舰内，但主要是计划机员降落在水面待由母舰或其他舰艇接送后将机身凿沉（浮筒亦可在飞行中抛弃以强化性能），如果附近有回收水上飞机功能的舰艇或水上飞机场亦可改由他们进行回收。据信促成研发伊四百型的是联合舰队司令山本五十六，原计划是打造18艘，利用大量潜艇舰队携带54架晴岚近乎正规航母的战力攻击巴拿马运河以断绝盟军运输捷径，但在一号舰伊号第四百潜舰完工下水了时日本的战力与经济已每下愈况，山本也已遭伏击阵亡，使原先的计划已无意义，最后只完工伊号第四百一潜舰与伊号第四百二潜舰，建造中的伊403、伊404与伊405受各原因影响而停止建造并解体，伊406到伊417的建造计划也直接取消，最后只有三艘伊四百型服役。
由于伊四百型没能完成计划的数量，因此使用原本的伊九型为基础开发出伊十三型潜舰（巡潜甲型改2），伊十三型一样设有起重机、机库与弹射器，但只能运载两架晴岚，并对应重量增设防雷鼓包，与原本的伊九型比续航力增加但速度与隐蔽性都降低。该级本计划打造4艘，但最后只完成伊号第十三潜舰与伊号第十四潜舰两艘，剩余的伊15与伊1都没完成战争就结束了。尽管如此，日本仍在战终前建造完成共47艘各型航空潜舰。
伊13在1945年执行晴岚运送任务时失踪，后来美军记录得知7月16日已被击沉，伊14在运送两架彩云舰上侦察机达楚克群岛后日本宣布投降，随后被美军接收研究，1946年5月28日在夏威夷近海自沉。1945年7月23日伊400与伊401载满晴岚前往波纳佩州计划攻击乌利西环礁执行首场任务途中日本宣布投降，两舰舰长下令抛弃所有鱼雷与舰载机后舰队被美军发现接收，同年10月返回佐世保，1946年1月两舰被美军带回美国本土作技术调查，最后在夏威夷近海做靶舰击沉，伊402则在港内因空袭受损，维修中迎接终战，1946年4月1日在东海被美军做靶舰击沉。伊十三型与伊四百型未成功缔造战绩，但一些专家分析依当时的军事技术此设计也许能做出有效的战略打击，也是开发最成熟被最多人公认的航空潜舰。虽然伊四百型已全遭击沉，日军当时的资料也尽乎销毁，其机密技术已失尽，却成功给世人带来以潜艇执行攻击地面的概念，间接促成弹道飞弹潜艇开发。
二战后至今
1946年美国曾研究再开发新式的航空潜舰，并计划在分类符号增设SSV。最初是计划运载两架XA2J Super Savage攻击机进行核打击或是四架F2H Banshee战斗机，在设计各种防水机库与起降装置后，长度预计180公尺到230公尺，水上排水量预计34,000顿，被认为过度梦幻而放弃。1952年提出较现实的计划，改搭载三架F2Y海标式喷射水上战斗机并设计起飞用水坡道，长度预计140公尺，潜航排水量9,000吨，并采用70,000匹马力（52,000千瓦）的核动力系统，预计速度可达28节（时速52公里），但这设计仍是过于庞大。另一个较经济的方案是利用二战旧式潜艇运载水上飞机版的A-4天鹰式攻击机发射RGM-6飞弹
目前有新计划开发可放入鱼雷管、舰载垂直发射系统或特制发射装置的无人机来由潜艇运载，美军计划使用德国212型潜艇来进行实验。尽管现在无任何潜艇设计上可装载飞机，但它仍有十足的魅力，让潜艇搭载飞机的想法并未彻底断绝。在大众文化的作品里，有不少虚构的潜艇设定上有搭载舰载机。