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Un avion militaire est un avion développé pour répondre aux besoins des forces armées d'un pays. Il existe deux catégories principales, en fonction des missions : les avions de combat dotés d'armements offensifs ; les avions de soutien, non armés ou dotés d'armes de défense (ou de radars).
Cette définition s'applique aussi aux hélicoptères de combat et de soutien aérien ou terrestre.
L'aviation militaire s'est développée dès le milieu de la Première Guerre mondiale, une décennie après le premier vol, avant de devenir une composante essentielle de la stratégie militaire à partir de la Seconde Guerre mondiale. Les forces armées de nombreux pays disposent d'une composante aérienne (armée de l'air) dédiée aux missions militaires aériennes, des avions militaires peuvent être affectés à d'autres composantes d'une force armée, par exemple une force marine disposant d'une aéronautique navale.