Vùng cấm bay quân sự hay khu vực cấm bay quân sự (tiếng Anh: no-flight zone, air exclusion zone)[1] là vùng lãnh thổ hoặc khu vực mà một lực lượng quân sự thiết lập nhằm ngăn chặn máy bay không được vượt qua. Các khu vực như vậy thường được thiết lập bởi một thế lực nước ngoài trong lãnh thổ của kẻ thù trong một cuộc xung đột, giống như một khu vực phi quân sự trên bầu trời và thường có ý định cấm máy bay quân sự của nước này hoạt động trong khu vực đó. Máy bay vi phạm vùng cấm bay quân sự có thể bị nhà nước thực thi bắn hạ, tùy thuộc vào các điều khoản của Hiệp ước cấm bay quân sự. Các khu vực cấm bay quân sự và vũ khí phòng không đôi khi được thiết lập ngay trong khu vực dân sự, ví dụ để bảo vệ các địa điểm nhạy cảm, hoặc các sự kiện như Thế vận hội Olympic Luân Đôn 2012, hoặc ngăn ngừa các cuộc tấn công trên không của khủng bố.Vùng cấm bay quân sự là một khu vực đặc biệt được thiết lập vào những năm 1990. Chúng có thể được phân biệt với các chiến dịch trên không truyền thống bởi tính chiếm đoạt, cưỡng chế trực tiếp không phận của quốc gia khác để đạt được mục tiêu trên bộ trong quốc gia đó. Ngoại trừ trường hợp việc Không quân Hoàng gia Anh tiến hành các hoạt động trên không nhằm kiểm soát vùng trời đối với các quốc gia thuộc địa giữa hai cuộc Thế chiến ra, thì các khu vực cấm bay quân sự không mang tính hiện đại cho đến khi kết thúc Chiến tranh vùng Vịnh Ba Tư năm 1991.[2]Trong Chiến tranh Lạnh, nguy cơ xung đột cục bộ leo thang thành chiến tranh hạt nhân đã làm giảm bớt sự hấp dẫn của việc can thiệp quân sự như một chiến lược ngoại giao thường thấy của Hoa Kỳ. Có lẽ quan trọng hơn, năng lực kiểm soát vùng trời vẫn là một công cụ tương đối cùn cho đến các công nghệ tấn công tàng hình và tấn công chính xác trở nên phát triển hơn. Trước Chiến tranh vùng Vịnh năm 1991, sức mạnh không quân đã không chứng minh được "sự trung thực" cần thiết để thực hiện các cuộc tấn công chống lại các mục tiêu nhất thời, khó tiếp cận. Vì thế, nó thiếu khả năng tạo ra các hiệu ứng chính trị quyết định trong chiến tranh tổng lực. Tuy nhiên, sự sụp đổ của Liên Xô và sự phát triển của ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đã giúp cho các vùng cấm bay quân sự trở nên khả thi hơn trong bối cảnh chính trị, quân sự mới.[2]