中華民国空軍
創設期
中国に飛行機が持ち込まれたのは、1909年2月21日、上海競馬場にてフランス人ルネ・バロンがソメール複葉機を操縦したことに始まる。1910年10月にはロシア人飛行家アレクサンドル・コセミンスキーが北京の天安門広場でブレリオ XIの飛行を行った。また、1911年3月には広州出身の米国籍中国人馮如が、広州の燕塘にて自作の航空機で飛行。中国籍としては浙江省出身の厲汝燕が1911年10月17日に英国にてライセンスを取得した。清国政府もこうした動きを看過できず、新軍気球部隊の創設のほか、劉佐成と李寶浚に南苑に飛行機小試験廠を設置させた。
辛亥革命勃発後、黎元洪率いる湖北軍政府はエトリッヒ・タウベ2機を発注。しかし機体が届いたころには革命は終結しており、南京臨時政府は南京衛戍司令部交通団の管轄下に初の航空隊である飛行営（営長：李寶浚）を組織する。しかし、北洋政府の成立後、飛行営は解体され、タウベは南苑に送られた。
中華民国建国後、臨時大総統に就任した袁世凱と副大総統の黎元洪は、航空機と潜水艦がこれからの戦力で重要になるとするフランス人軍事顧問パリゾの提案で航空隊の創設に着手、また北京に南苑航空学校を創設した。袁世凱の死後、張勲復辟が起こると段祺瑞の命により南苑航空学校教官の秦国鏞、姚錫九、鮑丙辰で討逆軍臨時航空隊が編成され、偵察や爆撃、投降を呼びかけるビラ散布を行った。これが初の実戦投入となる。その後、各地で勢力を築いた軍閥は互いに戦闘を繰り広げたが、その中で彼らの航空戦力は偵察や爆撃に重要な役割を果たした。それに伴い、安徽派や直隷派の保定航空学校、山西派の山西航空学校、奉天派の東北航空学校や山東航空学校、雲南派の雲南航空学校が開校した。
一方、孫文率いる広州の中華民国護法軍政府は、軍閥を殲滅し中華統一を果たすべく、海外華僑と協力して日本、アメリカ、カナダ等に飛行学校を創設し、楊仙逸、黄秉衡、陳慶雲らパイロットの育成に着手した。また、1920年、大元帥府の下に航空局（局長：朱卓文）を成立、海外で訓練を受けたパイロットとマカオで購入した航空機を集め、第1隊（隊長：張惠長）と第2隊（隊長：陳應權）を編成、「中山航空隊」を称した。翌1921年、孫文は62項目からなる「国防計画」を策定、うち9項目に「航空救国」と題し、航空隊の拡充、航空学校の建設によるパイロットの自主育成や飛行場、修理施設の設置を立案した。本計画に基づき1923年に飛機廠が、1924年には広東航空学校と大沙頭飛行場が設立された。
1926年9月上旬、国民革命軍が直隷派・呉佩孚軍（討賊聯軍）の拠点であった武漢を占領すると、航空局は航空処（代理処長：張靜愚）に改編され、国民革命軍総司令部の隷属となる。一方、武漢を追われた討賊聯軍航空司令部の航空機とパイロットは孫伝芳・張宗昌連合軍（直魯連軍）に接収され、南京や上海に展開した。
しかし1927年3月、国民革命軍東路軍が上海を、同年春に国民革命軍江右軍が南京を掌握すると、接収され東路軍航空司令部と江右軍航空隊が編成された。これらの航空隊は南京・武漢国民政府の統合のちしばらくして国民革命軍総司令部航空処に編入され、中央集権化がすすめられた。一方、帰順を拒んだ一部のパイロットたちは張作霖軍に身を寄せた。
開戦初期
日中戦争（支那事変/抗日戦争）勃発後の1937年8月14日、高志航率いる第4大隊の新ホークが杭州への渡洋爆撃を行った九六式陸攻を迎撃し、うち3機を撃墜。この出来事は戦後「空軍節」として長らく記憶されることとなる。戦闘機隊はその後も度々陸攻に痛手を負わせ、特に日本海軍内部でも巻き起こっていた戦闘機無用論を大きく改めさせることとなった。また、1938年5月19日には徐煥昇率いる第14大隊のB-10が九州に飛来し、鹿地亘の作成した反戦ビラを散布した。しかし、これらの航空機の供給源となっていた米国は日本との対外関係悪化を危惧。同じくイタリアも3月までに軍事顧問団を撤収させ、中国は閉そく状態となっていた。そんな中、中ソ不可侵条約によりSBやI-15・I-16などのソ連機が大量供給され、南京・武漢空中戦などで戦果を挙げた。またソ連空軍志願隊が派遣され、中国空軍戦闘機隊との共同作戦の他、台湾・松山飛行場への爆撃に成功している。この他の外国人義勇部隊としてスペイン内戦での経験のあるヴィンセント・シュミットを隊長とする国際第14大隊が編成され、1937年5月に顧問となった元米陸軍パイロットのクレア・リー・シェンノートの指揮下に置かれたほか、フランスからの義勇兵で編成された第41中隊（使用機はD.510）があるが、いずれも特にめぼしい戦果を挙げられず消滅した。
暗黒時代
しかしこの間、南京、武漢、杭州、南昌、広州といった沿岸部が陥落。また、高志航、劉粋剛、李桂丹、楽以琴など初期に活躍したエースも次々と命を落としていった。中国空軍は国民政府とともに奥地に逃れ、梁山飛行場、重慶白市駅飛行場、懐化芷江飛行場などを拠点とし防御に努めたが、次第に物量的に圧倒されることとなる。加えて、零式艦上戦闘機の登場とソ連の支援終結は中国空軍に大打撃を加えた。同時期に行われた重慶爆撃など奥地への空爆に対しては奥田喜久司大佐乗機の撃墜など多少の戦果はあったものの、「積極防空」を果たすほどの力はなかった。消耗した中国空軍は日本軍の戦闘機との戦闘を避けざるを得なくなり、この時期は中国空軍の「避戦時期」「暗黒時代」と呼称される。
米国の参戦
こうした状況を打開するべく、シェンノートは米本国に戦闘支援の交渉に赴く。米国政府は対独戦重視の観点から最初は中国支援に冷淡であったが、最終的にルーズベルト大統領が動き、支持獲得に漕ぎ付けた。1941年3月レンドリース法成立後にアメリカから供与されたP-40で日本陸海軍に挑んだ。また、シェンノートの手で同年8月に米陸軍航空隊出身者で義勇軍部隊「フライング・タイガース」が創設され、戦力を補った。
真珠湾攻撃後、アメリカは中国への支援に本格的に乗り出した。フライング・タイガースに代わり、正規軍として第10航空隊第23戦闘機大隊（中華特遣隊）、中国航空機動部隊（CATF）が設立される。1943年3月には、蒋介石とシェンノートの要求で昆明に第14航空隊が設立。更に11月には中国空軍と第14航空隊との合同組織として中美混合空軍団（CACW）が創設された。中国空軍は、新飛行士の育成や米国留学による再訓練で実力を回復させ、日本軍施設の空爆や連合軍の対地支援に大きな役割を果たした。
第二次世界大戦後
第2次世界大戦終結後は共産党を相手に内戦を戦い（国共内戦）、アメリカから供与されたP-38やP-51を運用したが、政権内の共産主義シンパの影響を受けたハリー・トルーマン大統領が中華民国軍への支援縮小を決定したために支援が減少し、ソ連に支援された共産党の人海戦術に圧倒されて敗北。中華民国政府とともに台湾へ移動する。
1960年代までは「大陸反攻」を前提とした編制を行ってきた。しかし、本格的な上陸侵攻能力に乏しい海軍が悩みの種であり、そのため空軍はより守勢な形での防空を主任務をせざるを得なかった。その後、U-2撃墜事件でアメリカ空軍のU-2が本国帰還を余儀なくされる一方で、供与されたU-2を運用して中国本土を偵察する黒猫中隊が編成され、1970年代には超音速戦闘機であるF-104がアメリカより供与されるなど、空軍として充実した体制を整えた。しかし、1972年の米中国交樹立・国府の国連議席喪失などもあり台湾は国際的孤立を深め、そのため装備面では旧式の航空機を闇市場で武器商人から通常の3~4倍もの高価格で調達せねばならないといった苦境も味わった。1990年代以降、最新鋭のAMRAAM空対空ミサイルを装備するF-16や、E-2が供与されるなど、ある程度の近代化も図られたほか、F-CK-1の開発により戦闘機の国産化を実現した。
現状
現在の中華民国空軍では、アメリカ製やフランス製をはじめ規格の異なる多種類の機体を運用することによるコストの増大や整備の煩雑さ、また人手不足が稼働率を脅かす課題となっている。大量の第4世代ジェット戦闘機に加え、近未来の戦闘機といわれる第5世代ジェット戦闘機の開発を敢行して急速な近代化を進める中国人民解放軍空軍への対策も急務である。日本政府の発表した防衛白書によれば、諸外国が有する空軍力の指標である第4世代ジェット戦闘機の数では、台湾は2006年前後に人民解放軍に追いつかれ、2008年前後には追い抜かれており、2013年現在では少なくとも300機の格差をつけられている。
質量ともに拡大しつつある格差への対策として、中華民国空軍は2011年から向こう10年前後の時間をかけて人民解放軍に対する対抗措置を実施することとなった。具体的には、空軍のレーダーサイト1か所において弾道ミサイル早期警戒システム（アメリカ製フェーズドアレイレーダー）を1基導入し、2012年に導入された直後には、同年12月に北朝鮮がフィリピン東方沖の太平洋に向けて発射した「飛翔体」が1段目と2段目のブースターを分離しながら飛んだ様子をレーダーで確認した。また、F-16が装備するAMRAAMミサイルの能力を最大限に発揮するための機材として、AESAと電子戦関連機器をアメリカから輸入すると共に、66機のF-16C/Dを輸入する。空軍の地対空ミサイル部隊への指揮命令系統の改善を通じて、空軍力の向上も図られる。