Un missile air-air (en anglais, air to air missile ou AAM) est un missile tiré en vol depuis un aéronef, dans le but de détruire une cible aérienne. Comme les missiles surface-air, ce type de missile présente la particularité de devoir atteindre une cible extrêmement mobile (vitesse élevée ou manœuvres brusques), ce qui entraîne des contraintes particulières pour sa conception.