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 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 a 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.

Nagyobb teljesítményű 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.

Kisebb teljesítményű rendszer, amelyet a világ többi repülőeszköze alkalmaz. 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.

A Wikimédia Commons tartalmaz Légi utántöltés témájú médiaállományokat.

• Photo aerial tanking 1929
• Aerial tanking history
• Airborne rearming
• Aerial Refueling on APA