การควบคุมจราจรทางอากาศ (อังกฤษ: Air traffic control หรือ ATC) เป็นบริการภาคพื้นดินของผู้ควบคุมจราจรทางอากาศทั้งติดต่อโดยตรงกับอากาศยานบนพื้นดินและผ่านน่านฟ้าที่ควบคุมอยู่ และสามารถให้คำแนะนำบริการกับอากาศยานในน่านฟ้าที่ไม่ได้ควบคุมอยู่ได้ วัตถุประสงค์หลักของการควบคุมจราจรทางอากาศคือ การป้องกันการชนกัน จัดระเบียบและเร่งรัดการจราจรทางอากาศ และให้ข้อมูลและการช่วยเหลืออื่น ๆ กับนักบิน[1] ในบางประเทศ การควบคุมจราจรทางอากาศ มีบทบาทในด้านความปลอดภัยและการป้องกัน หรือดำเนินการโดยฝ่ายทหารในการป้องกันการชนกันของอากาศยาน ผู้ควบคุมจราจรทางอากาศจะบังคับใช้กฎการแยกจราจร (Traffic separation rules) ซึ่งเพื่อจะทำให้มั่นใจได้ว่าอากาศยานแต่ละลำจะคงมีพื้นที่ว่างขั้นต่ำรอบ ๆ เครื่องตลอดเวลา อากาศยานจำนวนมากยังมีระบบหลีกเลี่ยงการชน ซึ่งจะเพิ่มความปลอดภัยโดยการเตือนนักบินเมื่อมีอากาศยานลำอื่นเข้ามาใกล้มากจนเกินไปในหลายประเทศ การควบคุมจราจรทางอากาศมีให้บริการทั้งแบบส่วนบุคคล ทางทหาร และเชิงพาณิชย์ภายในน่านฟ้า ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของเที่ยวบิน และระดับของน่านฟ้า ผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศอาจออก คำสั่ง (instructions) ซึ่งนักบินจะต้องปฏิบัติตาม หรือออก คำแนะนำ (advisories) (รู้จักกันในนาม ข้อมูลการบิน (flight information) ในบางประเทศ) ซึ่งนักบินอาจใช้ดุลยพินิจของตนหรือเพิกเฉยได้ ผู้รับผิดชอบเที่ยวบินทั้งหมด (Pilot in command) เป็นผู้ที่มีอำนาจสูงสุดในการปฏิบัติการสำหรับความปลอดภัยของอากาศยาน และในบางครั้งสำหรับกรณีฉุกเฉิน อาจมีการเบี่ยงเบนจากคำสั่งของผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศ ตามขอบเขตที่กำหนดไว้เพื่อให้สามารถใช้ดำเนินความปลอดภัยของอากาศยานได้