空中加油机，就是能给飞行中的飞机补加燃料的飞机。
如同人离家外出时，中途肚子饿了就要在外面的饭店吃饭，飞机在执行任务时没油了，也可以在空中加油。加油机就是飞机在空中的油料供应站。
空中加油可使受油机增大飞行航程，延长续航时间，增加有效载重。空中加油机，已成为现代战争中不可缺少的重要支援力量。
目前，空中加油机使用的空中加油系统共有两种：一种是软管式，又称插头锥套式；另一种是硬管式，又称伸缩杆式。
软管式加油系统一般装在机身下部和机翼下的吊舱里。输油软管长16～30米，由卷盘控制，软管末端有个锥套，内有加油接头。受油机装有一根可伸缩的或固定的受油管。
加油时，加油机向空中抛出输油软管，受油机跟在后面慢加速，把受油管插入输入管锥套，自动锁定，然后输油。加完油后，受油机减小飞行速度，使受油管与锥套脱开。
软管加油系统的优点是，空中加油机可装几套加油设备，同时给几架飞机加油；加油时比较安全。缺点是加油对接比较困难，输油速度比较慢。
硬管式加油系统安装在加油机机身内，加油机尾部装有一根与收音机的拉杆天线形状类似的、可伸缩、有弹性的加油杆。
加油杆全长14米，伸缩范围6米。加油杆外壁装有控制升降的短翼和控制方向的舵面。
当受油机飞到加油机后下方受油位置时，加油机尾部透明舱内的加油员，就操纵加油杆伸缩，控制短翼和舵面，调整加油杆的位置，使之与受油口衔接，开始加油。加油完毕，加油杆从受油口拔出，缩回到加油机内。
硬管式加油系统的优点是，加油对接便于操纵，输油速度快。缺点是，需要专职加油员；一次只能给一架飞机加油。
空中加油机本身要有较大的载油量，所以一般都是由大型运输机或重型轰炸机改装而成。