Μια δοκιμή πτήσης της Πολεμικής Αεροπορίας είναι μια διαδικασία με την οποία ένας στρατιωτικός οργανισμός πραγματοποιεί πειραματικές πτήσεις για να διασφαλίσει ότι ο σχεδιασμός και τα συστήματα ενός αεροσκάφους λειτουργούν. Στην πράξη, μια δοκιμή πτήσης της Πολεμικής Αεροπορίας έχει σχεδιαστεί για να υπολογίσει τους περιορισμούς και τις δυνατότητες ενός εξοπλισμού. Από την αρχή του Ψυχρού Πολέμου, η σημασία των πτητικών δοκιμών της Πολεμικής Αεροπορίας επέτρεψε την αύξηση της αεροπορικής τεχνολογίας καθώς και την κατάρριψη πολλών παγκόσμιων ρεκόρ ταχύτητας.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Κέντρο δοκιμών πτήσης της Πολεμικής Αεροπορίας είναι η βασική επιχείρηση που διεξάγει τις στρατιωτικές πτητικές δοκιμαστικές επιχειρήσεις του οργανισμού. Έχει την έδρα της στην αεροπορική βάση Edwards και χωρίζεται σε δύο τμήματα: την 95η πτέρυγα αεροπορικής βάσης και την 412η πτέρυγα δοκιμής. Η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA) διατηρεί επίσης ισχυρή παρουσία στο Κέντρο Δοκιμών Πτήσεων της Πολεμικής Αεροπορίας, που λειτουργεί το Κέντρο Έρευνας Πτήσεων Dryden. Μαζί, η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ και η NASA εργάζονται για την ανάπτυξη μιας ποικιλίας αεροσκαφών.
Πολλά άλλα έθνη χορηγούν πτητικές δοκιμές και για στρατιωτικές μοίρες. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, η Υπηρεσία Άμυνας Ερευνών πραγματοποιεί τις περισσότερες δοκιμαστικές πτήσεις στα κεντρικά της γραφεία στο Φάρνμπορο. Η Ρωσία λειτουργεί μια ποικιλία βάσεων δοκιμών αεροσκαφών, με πιο αξιοσημείωτο το κέντρο της κοντά στη Μόσχα, το Ινστιτούτο Έρευνας Πτήσεων MM Gromov.
Μερικές από τις πρώτες πλήρους κλίμακας πτητικές δοκιμαστικές επιχειρήσεις της Πολεμικής Αεροπορίας ξεκίνησαν στην αεροπορική βάση του στρατού Muroc κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου. Ξεκίνησε μια άκρως απόρρητη σειρά πειραμάτων γνωστά ως «αεροπλάνα Χ». Τις επόμενες δύο δεκαετίες, το κέντρο θα αναπτύξει πολλά από τα σύγχρονα συστήματα που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται στα στρατιωτικά αεροσκάφη σήμερα.
Το πιο αξιοσημείωτο στα επιτεύγματα των αμερικανικών δοκιμών πτήσης ήταν το X-15, ένα όχημα που σημείωσε τα πρώτα ρεκόρ τόσο για την ταχύτητα όσο και για το ύψος. Σύμφωνα με τον αποδεκτό ορισμό του διαστήματος από τις ΗΠΑ, ο Ταγματάρχης Μπομπ Γουάιτ έγινε ο πρώτος άνθρωπος που πιλότησε αεροσκάφος στο διάστημα. Στις 17 Ιουλίου 1962, πέτυχε υψόμετρο 314,750 ποδιών (περίπου 95,936 μ.). Ηττήθηκε στις 3 Οκτωβρίου 1967 από τον Pete Knight, ο οποίος επίσης σημείωσε το ρεκόρ ταχύτητας με 6.72 Mach (4,520 mph). Πολλοί από τους πιλότους του X-15 επιλέχθηκαν για την αρχική επιλογή αστροναυτών όταν δημιουργήθηκε η NASA.
Η διεξαγωγή πτητικής δοκιμής της Πολεμικής Αεροπορίας είναι μια εξαιρετικά επικίνδυνη δουλειά. Τουλάχιστον από τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, εκατοντάδες πιλότοι έχασαν τη ζωή τους ενώ πραγματοποιούσαν δοκιμές σε πειραματικά οχήματα. Παρά αυτές τις απώλειες, ωστόσο, η τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε μαχητικά και βομβαρδιστικά αεροσκάφη σήμερα μπορεί να υποδείξει τις θυσίες τους ως τον λόγο που συμβαίνουν τόσο λίγα ατυχήματα στη σύγχρονη ιστορία. Επιπλέον, οι επιτυχίες της δημιουργίας ανώτερων στρατιωτικών αεροσκαφών μείωσαν την ανάγκη για τεράστιες ποσότητες πιλότων και οχημάτων που μπορούν να τοποθετηθούν σε επικίνδυνα περιβάλλοντα όπως η μάχη.