航空武器系统，是指军用航空器的武器弹药及其各种辅助装置所构成的综合系统，用于杀伤和摧毁空中、地面、水面和水下各种目标。辅助装置包括武器的安装或悬挂装置和保证武器弹药战斗使用和命中目标的各种软件、硬件设备。从最初一战时期的机枪协调器，发展到现在将航空器、航空武器、航空武器弹药、航空武器火控系统等等一系列的综合性、智能型的综合航空武器系统。

炸弹主要挂在机翼和机身下面。后来为了减小阻力，将炸弹移到机身内部的炸弹舱内。第二次世界大战期间发展了光学陀螺瞄准具和雷达瞄准具，能够实施夜间轰炸。战后，轰炸武器中增加了核炸弹、空地导弹（可带核弹头）和可制导炸弹。在强击机和歼击轰炸机上，甚至在一些轰炸机上，又广泛采用机外挂弹的方式，发展了各种低空机动轰炸战术，为此专门研制出流线型的低阻炸弹和适于低空投放的减速炸弹。轰炸瞄准具也发展为以雷达瞄准具和模拟计算机为基础的轰炸导航系统，进一步又发展成为以数字技术为基础的现代攻击导航系统（又称综合武器投放系统）。

70年代以后，随着微电子技术和计算机技术的发展，出现了能同时攻击多个目标并把飞机飞行控制系统与武器控制综合在一起的新型航空武器系统。

在广义上，航空武器系统应包含航空器（载机）和机载武器系统两大部分。整个武器系统效能决定于航空器性能和机载武器系统的完善程度。除航空器外。，航空武器系统由武器弹药，航空火力控制系统、武器安装和悬挂装置所组成。现代歼击机的空战武器以空空导弹为主，它的命中精度高、射程远（20～30公里）、弹头威力大，能够实施攻击的范围也比较大。但是在近距格斗中航空机关(枪)炮仍是主要武器。常用航空机炮口径为20毫米左右。口径过小，破坏威力不足以摧毁敌机；口径过大，机炮重，后坐力大，会降低航空器的性能。与地面机炮相比，航空机炮除重量轻、尺寸小外,射击速率较高（现代20毫米口径的6管航空机炮的射速达6000发/分）。这是因为空战中能对高速飞行目标进行射击的时间非常短促。此外，航空机炮要在高空、低温和高机动过载条件下有效地工作，对于供弹、射击都有一定影响。

在现代军用飞机上，除机炮以外的大多数武器弹药都采用外挂方式。为了减小因外挂武器引起的阻力，减小武器与载机间的不利干扰，人们研究出各种武器悬挂方案。例如，空空导弹和空地导弹多用半埋和全埋悬挂方法。发射前先用弹射方法使其与载机脱离。对于航空炸弹可采用保形挂架以减小阻力。中、小型火箭弹则采用发射筒以减小挂弹阻力，增加装弹数量。

航空火力控制系统按作战使用分为射击火控系统和轰炸火控系统。前者用以控制航空机炮、火箭弹、空空导弹等射击武器的瞄准，后者用于控制炸弹、鱼雷、空地导弹等对地攻击武器的瞄准。空战中机炮和火箭、导弹的射击瞄准与地面武器瞄准大不相同。在空战中攻击的飞机和目标都处在高速运动状态，瞄准时必须考虑攻击飞机自身的运动和与目标的相对运动。火力控制系统应能及时测出目标和载机的运动参数，快速计算并显示修正飞机运动所需要的数据,引导飞机进入攻击位置,决定武器发射的时机。

第一次世界大战中敌对双方的侦察飞机最初用手枪互相射击，很快即将地面用的机枪装于后座的活动支架上，形成最初的航空武器系统。它以向侧后射击为主。1915年发明机枪射击协调器，子弹可以穿越螺旋桨平面而不会击中桨叶，遂出现将机枪固定在机身上能向前射击的单座战斗机。在这样的飞机上，飞机的驾驶、武器的瞄准和射击动作集中于驾驶员一人完成，提高了空战的效果。同时，确立了从目标后方实施尾随攻击的方法。此后，随着飞机性能和结构坚固性的提高，射击武器的口径不断增大，射程不断增加。40年代的战斗机普遍装备2～8挺7.62毫米机枪，外挂数枚小型炸弹，使用固定环的机械瞄准具。飞机在白天进行目视攻击，有效射击距离仅200～300米。50年代中期，战斗机武器系统发展为4～6挺12.7毫米机枪或2～4门20毫米机炮，使用能自动构成射击提前量的光学陀螺瞄准具（见航空瞄准具），有效射击距离增加到1000米左右。60年代战斗机的标准装备为2门单管机炮或1门多管机炮、2～8枚空空导弹。光学陀螺瞄准具与机载雷达和各种模拟武器投放的专用计算机配合，形成航空火力控制系统。除尾随攻击外，还出现拦射攻击方式，扩大了攻击范围，并能进行全天候作战。60年代末期，航空射击武器系统已发展成包括机炮、空空导弹、航空火箭弹、各种空地武器以及以数字计算机为核心的火力控制系统所组成的综合武器系统。