เครื่องบินทะเล หรือ เครื่องบินน้ำ (อังกฤษ: sea plane) เป็นอากาศยานปีกตรึงที่สามารถนำเครื่องขึ้นและลงบนน้ำได้ เครื่องบินทะเลที่สามารถนำเครื่องขึ้นและลงในสนามบินได้ถือเป็นชนิดย่อยของเครื่องบินทะเลเรียกว่าอากาศยานสะเทินน้ำสะเทินบก (amphibian aircraft) เครื่องบินทะเลและอากาศยานสะเทินน้ำสะเทินบกยังแบ่งได้อีก 2 ชนิดตามลักษณะบนพื้นฐานของเทคโนโลยีคือ เครื่องบินทุ่นลอยน้ำ (floatplane) และ เรือบิน (flying boat) บางครั้งเครื่องบินทะเลก็เรียกว่า hydroplane[1]