航空作戦
航空優勢の確保
航空優勢とは、従来は制空権とも呼ばれていた概念で、ある範囲の空域において敵航空戦力に有効な航空作戦を実施させない状態を指す。
逆に言えば、航空作戦を有効に実施するためには航空優勢の確保は必須の要素である。
防空
レーダーなどの早期警戒網で敵機の来襲を察知し位置を把握した指揮所の誘導に基づき、制空/防空/戦闘機（邀撃機）が、来襲する侵入機を平時に於いては威嚇等で追い払い、戦時に於いては撃墜する。（しかし、地球は球形なため、地上に設置されたレーダーは水平線の向こう側の低空が見えない。そのため侵入は通常低空から行われるが、その低空を警戒するために空中レーダーサイトである早期警戒機が使用されている。尚、早期警戒機に指揮所機能を持たせたのがAWACSである。）
戦闘機のレーダーは前方しか見えないので、侵攻側にAWACS（か早期警戒機）がなければ、防空側戦闘機は、指揮所の指示に基づいて侵入機のレーダー死角の側面か後方に回り込んで有利に戦う事ができる。しかし、侵攻側にAWACSがあると侵攻側のAWACSは全周を数百kmの範囲で探知でき、侵攻側航空機の側面に回りこむ防空機を探知して味方の護衛戦闘機に知らせるので、その場合では防空側が一概に有利とは言えなくなる。
最近の戦争では、防空側の離陸を阻止するため、戦争の第一撃でステルスなどによる空爆または巡航ミサイル攻撃で飛行場と指揮/通信系統への打撃が行われる例が多い。
戦略爆撃
防衛側の「戦争継続力」を破壊するための爆撃。陸上作戦支援と違って地上軍の支援を目的とせず、防衛側の首都を地上戦力で占領することなく、防衛側を戦闘不能に追い込んで屈服せしめようとするもの。核爆撃（広義では弾道弾による核攻撃もこの延長線上との見解もあり、米国では空軍と海軍が核弾道弾を管轄。）が典型である。
空中護衛
空中護衛(くうちゅうごえい、Escort)とは輸送機や早期警戒機など、敵戦闘機に対して脆弱な味方の航空機を護衛する事。また厳密な意味で軍事上の航空作戦ではないが、航空用語で単にエスコートという場合は、ハイジャックされたり機体にトラブルが発生した旅客機や、領空を侵犯してきた航空機に対して戦闘機が確認・護衛・誘導のために随伴する行動も指す。
早期警戒と空中管制
早期警戒（Airborne Early Warning, AEW, 空中早期警戒）とは、強力なレーダーを搭載した早期警戒機を飛行させ、「空中レーダーサイト」とすることで遠距離から脅威を探知する事を目的とする。使用される機体はその任務の特性上、長時間の滞空能力と強力なレーダー、およびレーダーが探知した情報処理するだけの装置を搭載するための容積を求められることから、旅客機や輸送機をベースに開発された専用機であることが多い。レーダーは、E-2 ホークアイなど、背面に円盤形のレドームを持った機体が多いが、サーブ 2000 ERIEYEのように矩形のレドームを備えたり、ニムロッドの様にレーダーを機体内部に搭載するケースもある。
探知した脅威は早急に味方に連絡し、対応する必要がある。通常は戦闘機が脅威に対応するが、早期警戒機の中にはこれらの戦闘機を管制する機能を限定的ながらも持つ物が多い。このため、管制機能も含めて、AEW&Cと呼ぶ事がある。また、この空中管制機能を強化した機種を特に早期警戒管制機 (Airborne Warning and Control System, AWACS)と呼ぶ場合もある。ただし、AEW, AEW&C, AWACSに厳密な定義は存在しないため、その境界線は非常に曖昧である。
航空兵站輸送
比較的安全な後方航空弾薬庫から前線飛行場に航空弾薬を空輸する場合もある。
航空自衛隊は小牧基地と三沢基地郊外に航空弾薬庫を保有しており、小牧基地にはC-130輸送機が集中配備されている。
戦闘捜索救難
戦闘捜索救難（CSAR, Combat search and rescue）作戦は、自軍や同盟軍の将兵が、搭乗していた航空機が撃墜されるなどの理由で敵性地帯に取り残され、これを救出する場合に行なわれる作戦である。
例えば米空軍や米海軍、米海兵隊ではMH-53ペーブ・ロウやHH-60Gペーブ・ホークのような大型ヘリや、HC-130P/Nコンバット・シャドウのような比較的低速の固定翼機が使用される。
海上支援作戦
従来は各任務に特化した機体が開発されていたが、現代では対潜戦、水上艦対策、海上監視、戦闘捜索救難の支援を担当する哨戒機と、海上監視、対艦攻撃を担当する攻撃機・戦闘攻撃機に集約されている。
対潜哨戒/攻撃
敵潜水艦の捜索と発見/攻撃をおこなうこと。従来は対潜任務に特化した対潜哨戒機が使用されてきたが、機材の発達により海洋における各任務を担当する哨戒機の任務に組み込まれている。
任務の性質上、哨戒機には長い航続時間と低空での良好な運動性が求められる。また、長時間上空にあることから乗員の居住性も考慮されることが多く、これらの事情から哨戒機は旅客機や爆撃機など、大型・中型の機体をベースにしたものが多い。ヘリコプターの場合は航続時間が短いが、母艦との連携でカバーする。
海上交通路を確保するために重要な作戦であり、海上自衛隊は過去の経験からこの種の装備を非常に重要視している。
広域捜索
固定翼機の場合、ソナーによる広域探索はソノブイと呼ばれる、ソナーを内蔵した浮標（ブイ）を捜索海域に複数個投下する事で行う。ソノブイから無線で送られてくる情報は哨戒機上のコンピュータで処理されて潜水艦の所在を絞り込む。ヘリコプターや飛行艇の場合は吊り下げ式ソナーが使われる場合が多い。
第二次大戦後しばらくまでは、潜水艦は浮上したりシュノーケルを海上に出したりすることで充電や艦内の酸素補給を行う必要があったため、目視やレーダーも重要な広域捜索の手段であったが、原子力潜水艦の登場により海上で酸素を補給しなくても海中を行動できるようになったため、現在では以前ほどには重要視されていない。代わりに陸上の司令所や友軍機と情報を共有するため戦術データ・リンクなどの通信システムが重要視されている。
偵察
敵地上部隊の索敵や輸送部隊の状況などを上空から偵察すること。地味な任務であるが、軍用機が誕生した最初期の頃から存在する、基本かつ重要な任務でもある。
偵察を行う地域によって、「戦略偵察」と「戦術偵察」に大別される。偵察方法は、カメラによる写真偵察（可視光線または赤外線）が主であるが、最近はレーダーによる電子偵察も行われる。
偵察に使用される機体としては専用に開発された偵察機か、戦闘機や輸送機などから改造された物、戦闘機などに偵察ポッドをつけた物などが利用される。近年は専用に開発または改造された偵察機は減少し、戦術偵察は無人航空機や偵察用ポッドを装着した戦闘機が、戦略偵察は偵察衛星がそれぞれ行なうことが多くなっている。
近接航空支援
近接航空支援 (Close Air Support, CAS) は、前線の地上部隊に協力して、航空攻撃を提供すること。地上部隊に随伴するか観測機に搭乗した前線航空管制員 (FAC) の指示に従い、まさに相対している敵地上部隊に対し、航空機が機銃掃射や爆弾・ロケット弾の投下を行うこと。
CASは戦術的には砲兵による火力支援の延長線上にあると言える。そのため砲兵が不足或いは十分に展開できていない状況下では重要な攻撃手法となる。逆に砲兵火力が十分な場合は相対的にCASの重要性は低下する。
使用される機体は状況によって様々であるが、通常は小回りがきく小型の戦闘機や攻撃機であることが多い。速度は必ずしも必要とはされず、A-10やSu-25のように近接航空支援を主目的とする機体では速度よりもペイロードと防御装甲が重視されている。現在では誘導兵器の発達により、B-2などの大型機で支援を行うことも可能になってきている。
航空阻止
航空阻止 (Air Interdiction) とは、主に攻撃機によって、洋上の敵艦艇を攻撃して侵攻してくる敵を撃破し、また着上陸した敵に対しては後方連絡線、資材集積所、橋・トンネルなどの交通拠点を攻撃して、侵攻部隊の後方支援を破壊することにより前線の敵部隊の戦闘力を弱体化させる作戦をいう。「阻止攻撃」という場合もある。
地上兵力航空輸送
航空輸送とは、航空機を使用して兵員や物資を輸送すること。航空機による輸送は、船舶による輸送と比べて費用効率の面で劣るものの、速度が圧倒的に早いことと、飛行場と燃料さえ確保できれば場所を選ばず輸送が可能であることから、重要な輸送手段の一つである。空中給油を航空輸送の一部に含めることも可能だが、ここでは分けて記述している。
航空輸送を担う軍用機を輸送機と呼ぶ。
戦略輸送と戦術輸送
航空輸送に限定される用語ではないが、輸送任務を大別すると、「戦略輸送」と「戦術輸送」に分けることが出来る。
戦略輸送と戦術輸送の間に明確な境界線は存在しないが、本国ないしそれに準ずる地域から基幹となる拠点までの輸送を戦略輸送、基幹拠点から前線またはそれに準じる地域への輸送を戦術輸送とよぶ。輸送機も、これに対応して戦略輸送機と戦術輸送機に大別される。
戦略輸送機は概して大型であり、大量の兵員/貨物を運搬することが可能である。一例として、米軍のC-5輸送機は最大約120t、C-17でも約70tのペイロードを持つ。
戦術輸送機は中～小型のものが多く、ターボプロップ機も多い。前線の未整備な滑走路でも運用できるように、STOL性能や不整地からの離着陸能力を備えているものが多い。
エアボーン・落下傘降下/投下
航空機は地形上の障害を飛び越えて目的地に移動できることから、前線を超えて兵員や物資を輸送することが可能である。ただし、この様なケースでは着陸できる飛行場を確保することが困難なことが多い。このような場合、兵員や物資を落下傘付きで降下/投下する場合がある。
歩兵/機械化歩兵を中心とした戦闘部隊を一定規模で空輸し、落下傘降下させることを目的とした作戦を特に空挺作戦と呼ぶ。広大な国土を少数で防衛するためもあってロシア空挺軍は世界最大の3万人で、空軍はBMD-3空挺装甲車3両運搬可能な輸送機を220機持っており、随意の場所（日本の殆どの場所やドイツ東部国境）に600両の装甲車を降下させることができる。（保有装甲車は現役1800両、予備役空挺装甲車合わせて6000両）
補給物資を落下傘で投下した作戦として有名な例では、インパール作戦における英軍や、ベルリン封鎖における西側諸国のベルリン空輸作戦があげられる。
また、回転翼航空機で兵員等を輸送する作戦をヘリボーンといい、空挺作戦とヘリボーンとを併せて空中機動作戦という。
民間機の使用
戦略レベルの輸送の場合、軍用機ではなく民間の旅客機や貨物機をチャーターして兵員や物資を輸送する場合がある。民間機は軍用機と異なり、チャフやフレアなどの自衛装備を基本的に持たないため（一部、治安状況の悪い地域を飛行する民間機にはフレア投射機などが装備されていることがある）、輸送経路の安全性が確保されていることが大前提ではあるが、軍用の輸送機のみを利用するよりも遙かに大量の兵員や物資を輸送することが可能になる。
その他
上記に分類できない航空作戦として、各種の支援任務がある。