空对空导弹简称空空导弹，是指从飞行器上发射并攻击空中目标的导弹。空空导弹是现代作战飞机，如歼击机、强击机、歼击轰炸机等飞行器的主要作战武器。空空导弹由弹体、动力装置、制导装置、战斗部、引爆装置等部分组成。该种导弹与机载火力控制、发射装置、测试设备等构成了空空导弹武器系统。
从第一枚空空导弹问世至今，空空导弹的发展已经有了40多年的历史。在这数十年中，几乎每过10年左右的时间，空空导弹就更换一代。而且越变换其技术性能越高，战斗效果越好。第一代空空导弹的射程仅有1200米的范围，最大使用高度为15000米，最大飞行速度仅为2.5马赫。战斗部的重量最大也只有30公斤。到了60年代，发展出第二代空空导弹，其最大发射距离一下子提高到了22000米，最大使用高度增加到25000米，战斗部的重量到了70公斤。导弹的命中率也有了明显提高。到70年代中期，一些发达国家又研制出了第三代空空导弹，这时先进的空空导弹的射程达到了50公里，最远有效射击距离达到了160公里。这种导弹可以对付超高空到超低空的空中目标。在战斗使用中，可尾追射击，也可迎头射击；既能向上发射，又能向下发射。在打击目标的选择上，既可发射单枚打击单一目标，又能同时发射多枚攻击多个不同的目标。以美国的“不死鸟”空空导弹为例，能同时发射6枚导弹对付6个空中目标。不但能够打击侵入的飞机，还能击毁入侵的巡航导弹。20世纪80年代中期以来，英美等国研制出了精确制导的空空导弹，这类导弹具有复合制导、多目标攻击、发射后不管、能从各个角度攻击和多点、多目标攻击等特点。发射距离也超过了100公里。如美国的MIA-120A型空空导弹、英国的AIM-132型空空导弹等都具备了上述性能。空空导弹的研究远没有停止，一些较发达的军事大国，正研究和装备更新型的空空导弹。
空空导弹使用规模最大，显示威力最耀眼的是1973年的中东战争。在这次战争中，埃及和叙利亚空军参战飞机多达945架，以色列参战飞机为488架。敌对双方的飞机数量比较，后者显然弱于前者。可是，战斗结果却是以方获得了重大胜利，以损失110架飞机的代价，击落了对方飞机451架。在埃及和叙利亚方被击落的飞机中，有74%是被以方的空空导弹打掉的。这次战争，使各军事大国更加充分地认识到，空空导弹是争夺制空权最重要的武器，也是战斗机最可靠的工具。因此，各国发展空空导弹的热情更高。
20世纪80年代以来，各军事大国发展出70余种空空导弹。这些导弹按其射程远近和进攻方式，可分为3个种类，一种是近距离格斗空空导弹，其发射距离在300至500米之间，具有离轴截获和自动跟踪能力；再一种是中距离空空导弹，采用脉冲多普勒制导，具有下视下射能力；第三种是拦射空空导弹，采用复合制导，具有全方位、全天候和全高度作战能力，导弹射程大于50公里，能对多个目标进行远距离发射攻击。
中国从20世纪50年代末才开始研究空空导弹，起初是模仿前苏联的导弹制品，模仿之后在制造中加进自己技术的改进型空空导弹，再后来才是完全独立地研制出自己的空空导弹。
1958年，根据中苏友好条约的精神，经谈判从前苏联引进了克-5M型空空导弹实弹。这种导弹是雷达波束制导，由无线电控制、自动驾驶仪、横滚稳定自动控制、战斗部、无线电引信、火箭发动机、电池舱段等部分组成。弹头呈细锥形，纺锤式弹身，十字形弹翼和尾翼。最大飞行速度为2.5马赫，最大发射距离为6公里，使用高度为2500米至16500米。主要用于攻击大型战斗机。我国的科研人员，在学习消化这类导弹的基础上，进行了模仿性设计。在学习研究中，经过一年多的努力，才研制出样弹，初次试验失败了。这时，帮助中国研制导弹的专家全部撤走，中国人只能靠自己的力量研制空空导弹。在自力更生精神的鼓舞下，中国的军事技术专家们终于拿出了合格的仿制品。试制出霹雳1号空空导弹。试制出的样弹在射击试验中，基本达到了原弹的技术性能。中国终于能够自己生产空空导弹了。
仿造成功后，中国的科研人员又开始了改进性研究。把改进的目标定为，导弹由红外自动引导，触发引信与非触发引信相结合，鸭式气动布局，半球形钝弹头等。经过努力，终于研制出改进型产品。该产品被定名为霹雳2号空空导弹。该型号的导弹，技术上的进步主要体现在：提高了探测器的灵敏度，增大了导引头的探测距离，加强了对太阳和天空背景的抗干扰能力，减低了引信早炸的可能性，增大了低空使用时的发射距离。新的导弹弹形为细长圆柱形，两对三角形舵面，飞行速度为2.2马赫。该型号的空空导弹设计定型之后，经批准，开始批量生产并装备了部队。在一段时间内，该型号的导弹成了空军作战飞机的主要攻击武器。
霹雳空空导弹在仿制、改进的基础上，我国结合新材料和新技术，进入了完全独立研制的时期。经过数十年的努力，我国的军事技术专家们，研制出具有国际先进水平的空空导弹系列，在新研制的导弹的名称问题上，采取了尊重历史和中国文化的态度，后来研制出的空空导弹，都被冠以“霹雳”称号，形成了名副其实的“霹雳”系列。
霹雳3号空空导弹
这是在走过了一段模仿、改进道路之后，经过10年的努力，由我国科研人员独立设计完成的空空导弹产品。该导弹的主要组成部分是，导弹控制舱、红外导引头、舵机舱、战斗部、红外近炸引信、固体火箭发动机、弹翼。机载使用过程是：一架飞机可携带2枚霹雳3号空空导弹。飞机的左右翼下各挂一枚。在发射时，可以单发，也可两发同时使用。在正常发射过程中，可先搜寻目标，目标判别与分析，目标识别与锁定，导弹发射，自动引导，近目标爆炸等环节。但是，在应急情况下，也可直接给导弹发动机点火，直瞄发射。
在作战过程中，当飞行员发现目标或地面指挥系统发现目标后，机上控制人员立即进行发射前的瞄准并操纵飞机进入导弹发射区域。发射时对飞机的姿态要求不严，可以在略高于或略低于机载高度上对目标进行射击。当允许发射的绿色信号灯闪亮时，操控人员可立即按下发射按钮，导弹自动寻着目标飞去。
与改进型的霹雳2号空空导弹相比，霹雳3号导弹的主要特点是：突出了高空机动性能，增大了截获敌对目标的高度和距离，提高了引导寻的的精度，还改善了引爆系统的协调性，加大了战斗部的杀伤威力。
霹雳3号空空导弹的技术提高，是研究人员呕心沥血努力的结果。在研制过程的各个环节上，都体现了科研人员的科学态度和攻关精神。在样弹生产出来之后，试验过程曾出现过引信的可靠性偏低、引信早炸等问题，科研人员经过数年的分析与试验，对试验中发现的可疑现象都找到了答案，并逐个通过试验给予解决。使霹雳3号导弹的技术性、可靠性都达到了设计要求，为空军作战部队提供了得心应手的进攻型武器。
霹雳5号空空导弹
这是我国于20世纪80年代中期自行研制的空空导弹。与70年代定型的霹雳3号导弹相比，其技术进步主要体现在外形尺寸减小，使用高度增大，弹头射程更远等等。
这种新型空空导弹，由控制舱、战斗部舱、引信舱、发动机舱和翼面等部件组成。装有被动式红外光学引信，也可使用无线电引信。红外引信采用集成电路，使电路的可靠性获得提高。战斗部预制了破片，提高了爆炸时的散射面，在给定的飞散角范围内形成环状杀伤场。破片在飞散中以动能形式毁伤敌歼击机、轰炸机等。
该弹的机载使用过程是，可悬挂于战斗机机翼下的航空发射装置上，每架战斗机可悬挂两枚导弹，在使用时，可先发射左右侧的任何一发。空中发生点火系统故障或其他紧急情况时，可应急发射或应急投放带弹的航空发射架，以便确保战斗机和飞行员的自身安全。
带弹战斗机在执行任务时，一旦发现目标，可按直接引导法操纵飞机，使目标移动到瞄准具的固定光环内，此时，敌对目标位于自动引导头的视场内。当目标热辐射能力高于导引头的灵敏度时，导引头就捕获住了目标。当载弹机进入允许攻击的距离内，飞机的横向过载不超过允许值时，就可以按下发射按钮。导弹就会自动寻的而去。
该导弹在1984年首批研制成6枚样弹，进行射击试验的结果证明，主要战术和技术指标都达到了设计要求。但是，还是暴露出一些问题，主要是舵面自振频率较差、速率陀螺零位偏移较大、反射镜合格率低、引信性能欠稳定、加工工艺较差等问题。科研人员又对这些问题进行了数年的研究，并一一给予解决。到1986年年底，再次进行试验时，终于获得了较满意的结果，技术鉴定也获准通过。
霹雳9号空空导弹
这是我国于20世纪90年代完成定型试验的新型空空导弹。该导弹为鸭式气动布局，导弹头部呈半球形，舵面是双三角形，弹翼为梯形。导弹装有一台双推力固定火箭发动机，制导方式为红外被动寻的制导，主动微波引信、高性能炸药战斗部。制导舱、引信舱、发动机舱有卡环相连接。
该导弹的发射方式有3种，一种是瞄准具瞄准方式；再一种是离轴发射方式；第三种是雷达随动方式。飞行员接收到截获目标的信号后，可即时发射。霹雳9号导弹的作战高度有了提高，达到了21000米，最小射程为500米，最大射程为15000米。
霹雳9号空空导弹的设计要求是，在制导引导中，要达到“发射后不管”的标准。这就要求导弹必须采用非线性控制与滤波技术，主动雷达引导和自适应数字式自动驾驶仪。还要采用信息处理与控制的数字化，系统仿真技术、红外和雷达背景辐射技术，抗各种干扰技术等。通过努力，研究人员解决了这些高技术难题，使新研制出的霹雳9号空空导弹，真正具备了“发射后不管”的性能。
在该导弹的研究过程中，技术人员们还通过新技术的植入，提高了导弹截获目标的概率和夜间截获能力。使数枚导弹分别截获数个目标，这就自然扩大了对敌攻击的有效范围。
霹雳9空空导弹霹雳9号空空导弹于20世纪90年代初开始小批量生产。由于使用效果较好，在此基础上又生产出改型产品，如PL-9地对空导弹、PL-9舰对空导弹等。
这种新型导弹先后在巴黎和新加坡国际航空航天博览会上参加了公开展出。通过展出，使西方国家认识到中国研究导弹的能力和技术水平。提高了中国国防科研能力的国际影响。
中国台湾的“天剑”1型空空导弹
这是中国台湾中山科学技术研究院研制的空空导弹产品。该导弹是台湾借助美国的导弹技术，在研制“天弓”地空导弹的基础上，经过改型制造出来的。属于红外中近距离制导导弹。
该导弹于20世纪80年代初开始研制。到1986年获得试验成功。其先进性达到了第三代空空导弹的水平。试验成功之后，就开始批量生产并装备台湾军队。
在“天剑”1型空空导弹进入生产和装备阶段之后，台湾方面又开始研制“天剑”2型空空导弹。
台湾空军已经有了较先进的空空导弹系统。