กองทัพอากาศไทย เริ่มต้นขึ้นในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว หลังการแสดงการบินครั้งแรกในประเทศโดยชาวเบลเยียม ชาร์ล ว็อง แด็ง บอร์น เมื่อปี พ.ศ. 2453 โดย จอมพล สมเด็จเจ้าฟ้าจักรพงษ์ภูวนาถ ทรงเล็งเห็นความสำคัญจึงส่งนายทหาร 3 นาย (หลวงศักดิ์ศัลยาวุธ, หลวงอาวุธสิขิกร และทิพย์ เกตุทัต) ไปเรียนการบินที่ฝรั่งเศส และย้ายฐานที่มั่นมาที่ดอนเมืองในปี พ.ศ. 2457

ต่อมาได้รับการยกฐานะเป็น "กองทัพอากาศ" อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 9 เมษายน พ.ศ. 2480 (ถือเป็นวันกองทัพอากาศ) โดยมีนาวาอากาศเอก พระเวชยันตรังสฤษฎ์ เป็นผู้บัญชาการคนแรก และได้เข้าร่วมรบในสงครามโลกครั้งที่ 1, 2 และสงครามอินโดจีน

ปัจจุบันกองทัพอากาศมีกำลังทางอากาศ 12 กองบิน และอากาศยานเกือบ 320 ลำ โดย จอมพล สมเด็จเจ้าฟ้าจักรพงษ์ภูวนาถ ได้รับการยกย่องเป็น "พระบิดาแห่งกองทัพอากาศไทย" และวันที่ 27 มีนาคม ถือเป็น "วันที่ระลึกกองทัพอากาศ"

ภารกิจหลักของหน่วยคือการเตรียมกำลังทางอากาศเพื่อป้องกันประเทศ และล่าสุดเมื่อเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2567 กองทัพอากาศประกาศเตรียมเปลี่ยนชื่อเป็น "กองทัพอากาศและอวกาศ" พร้อมจัดตั้งศูนย์ประสานงานการรักษาผลประโยชน์ของชาติทางอากาศและอวกาศภายในเดือนเมษายน พ.ศ. 2568 และคาดว่าจะปรับโครงสร้างเสร็จสมบูรณ์ในราวปี พ.ศ. 2571