קרב אוויר הוא קרב המתנהל באוויר בין כלי טיס צבאיים, בדרך כלל מטוסי קרב. מטרת הקרב היא להפיל את כלי הטיס של האויב או למנוע ממנו מלבצע את משימתו.
קרבות אוויר התנהלו לראשונה במלחמת העולם הראשונה. בתחילה, הקרבות התבצעו באמצעים מאולתרים. תוך כדי המלחמה, התפתחו הטכנולוגיה והטקטיקה של קרבות האוויר. המטוסים בתקופה זו היו בעלי מדחף וטסו במהירות תת-קולית, והנשק העיקרי היה המקלע. בקרב, המטוסים חגו זה לעומת זה כדי להגיע לעמדת ירי, לעיתים תוך שיתוף פעולה בין מטוסים אחרים במבנה.
עם תום מלחמת העולם השנייה ובמהלך המלחמה הקרה התפתחה הטכנולוגיה רבות, ומטוסי הקרב שודרגו להנעה סילונית ולמהירות על-קולית. כמו כן פותחו טילי אוויר-אוויר, שהפכו בהדרגה לנשק העיקרי בקרבות אוויר מודרניים, כאשר התותח מהווה נשק משני. בקרב אוויר מודרני נודעת חשיבות רבה לטכנולוגיות מתקדמות, כמו טילים מתבייתים, מערכות התגוננות מטילים, "תמרון-על" באמצעות הנעה וקטורית ועוד. בקרבות אוויר נעשה שימוש במכ"ם לשם זיהוי, יירוט ו"נעילה" על מטרות, ובמקביל על מנת לשבש מכ"ם האויב. בקרב אוויר בא לידי ביטוי שיתוף פעולה בין מטוסי הקרב, מטוסים לתמיכה, מודיעין ובקרה.
בעוד בקרב האוויר הקלאסי יש חשיבות מכרעת לתמרונים ועבודת צוות שאמורים לאפשר למטוס הקרב להגיע למצב בו הוא יוכל להפיל את יריבו בעזרת תותחיו, בקרב האוויר המודרני יש חשיבות למודיעין ויירוט המוכוונים על ידי גורמי בקרה קרקעיים ומוטסים, הפעלת נשק מונחה, לוחמה אלקטרונית ואמצעי נגד למיניהם. למרות הקדמה הטכנולוגית קרב האוויר הקלאסי לא ננטש לגמרי ונותר חלק בלתי נפרד מהכשרתם של טייסי הקרב.
