Pertarungan udara merupakan sebuah pertarungan yang dilakukan antar-pesawat tempur di udara. Pertarungan udara pertama kali muncul pada tahun-tahun pertama abad ke-20, tepatnya pada Perang Dunia I, tak lama setelah penemuan pesawat.
Istilah modern untuk pertarungan udara ke udara adalah manuver pertarungan udara, yang merujuk pada keadaan taktis yang memerlukan penggunaan manuver tempur dasar untuk menyerang atau mengelak dari lawan. Ini berbeda dengan peperangan udara, yang berurusan dengan strategi dalam perencanaan dan pelaksanaan berbagai misi.
Selama Perang Vietnam, kemunculan pertama peluru kendali dan dimulainya pertempuran, yang disebut pula sebagai "pertempuran titik" menggunakan radar, menyebabkan pertempuran udara dengan senapan mesin atau meriam menjadi makin jarang.
Analisis besar pertama dan studi pertarunan udara dilakukan oleh John Boyd. Ia mendasarkan teorinya pada perencanaan F-16 Fighting Falcon.