A légi utántöltés a repülőgép feltöltése tüzelőanyaggal repülés közben.

Az utántöltést egy speciálisan erre a célra kialakított légi utántöltő repülőgéppel (tankerrel), vagy egy másik repülőgép alá függesztett légi utántöltő konténer segítségével végzik. Bár műszakilag megoldható bármilyen repülőeszköznél, szinte kizárólag a katonai repülésben alkalmazzák.

A légi utántöltés legfontosabb okai:

    * A repülőgép hatótávolságának megnövelése, olyan esetekben, amikor a leszállás lehetetlen (tengerek vagy ellenséges terület felett), vagy az útvonal ezáltal olyan mértékben lerövidíthető, hogy az megéri a légi utántöltőgép igénybevételét.
    * Sérült vagy az tüzelőanyagból egyéb okok miatt kifogyott repülőgép mentésénél, ha a legközelebbi (időjárási vagy egyéb okokból) biztonságos repülőteret már nem érné el.
    * Járőröző (például légtérellenőrző) repülőgépnél a levegőben maradás időtartamának megnövelésére.
    * Atomfegyverekkel megterhelt stratégiai nehézbombázó repülőgép biztonsági okokból csökkentett tüzelőanyag-mennyiséggel száll fel, hogy könnyebben manőverezhessen, a tüzelőanyag-készletét a levegőben töltik fel teljesen.

A légi utántöltés lebonyolításához a levegőben feltöltendő repülőgépnek szüksége van tüzelőanyagot továbbító cső fogadásához légi utántöltő berendezésre. A légi utántöltés alatt a tanker és a fogadó repülőgép huzamos ideig egymáshoz nagyon közel repül, ez mindkét gép pilótájától nagyfokú koncentrációt igényel.

A repülőgépek utántöltéséhez kétféle rendszer terjedt el:

    * A nagyobb teljesítményű merev csöves rendszer, amit csak az Amerikai Légierő egyes repülőgépeinél alkalmaznak. Eredetileg a nehézbombázó repülőgépek utántöltésére fejlesztették ki. Speciális légi utántöltő repülőgépet igényel, amely egyszerre csak egy repülőgépet tud feltölteni (a repülőgép egyetlen merev csöves berendezését a törzs hátsó részére szerelik fel, de ide csak egynek jut hely). Alkalmazása jelenleg visszaszorulóban van.
    * A kisebb teljesítményű hajlékony csöves rendszer (a világ többi repülőeszköze ezt alkalmazza). Speciális konténer segítségével bármilyen harci repülőgép át tud adni tüzelőanyagot egy másik gépnek. Légi utántöltő repülőgépek egyszerre több (akár három-négy) repülőgépet is fel tudnak egyszerre tölteni (az ilyen berendezést a repülőgép törzsének végébe és a félszárnyak alá szokták beépíteni, ez összesen három berendezést jelent gépenként). Az ilyen rendszerek tüzelőanyag-átadási kapacitása folyamatosan nő, a rendszert egyre több ország, közöttük kisebbek légi ereje is, alkalmazza. A Magyar Légierő JAS 39 Gripenjei ilyen rendszerrel vannak felszerelve.