เครื่องบินต่อสู้ หรือที่ศัพท์ทหารไทยเรียก เครื่องบินขับไล่ เป็นอากาศยานทางทหารที่ถูกออกแบบมาเพื่อการต่อสู้ทางอากาศกับอากาศยานลำอื่นเป็นหลัก ตรงข้ามกับเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ถูกออกแบบมาเพื่อโจมตีภาคพื้นดินโดยการทิ้งระเบิดเป็นหลัก เครื่องบินขับไล่นั้นมีขนาดเล็ก รวดเร็ว และคล่องแคล่ว เครื่องบินขับไล่มากมายจะมีความสามารถรองในการโจมตีภาคพื้นดิน และบ้างก็มีสองบทบาทโดยเรียกว่าเครื่องบินต่อสู้ทิ้งระเบิด บางครั้งคำว่าเครื่องบินขับไล่ก็ถูกใช้ร่วมกับเครื่องบินต่อสู้ภาคพื้นดิน เครื่องบินขับไล่โดยหลักแล้วจะหมายถึงเครื่องบินติดอาวุธที่แย่งครองความเป็นจ้าวทางอากาศเหนือข้าศึกในสมรภูมิ ตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สอง ความสำเร็จและความเหนือกว่าทางอากาศได้กลายมาเป็นปัจจัยสำคัญในชัยชนะของสงคราม โดยเฉพาะสงครามทั่วไประหว่างกองทัพปกติ (ไม่เหมือนกับสงครามกองโจร) การซื้อขาย การฝึก และการดูแลรักษากองบินเครื่องบินขับไล่จะแสดงถึงทุนที่มากมายของกองทัพนั้นๆ