水上飞机（英语：Seaplane）泛指利用水面（包括海洋、湖泊与河川）起飞、降落与停靠的飞机，可以是民用或军用飞机。
水上飞机依照与水面接触的设计方式，可以区分为四类：
浮筒水上飞机（Floatplane）一般多是小型飞机所采用，在机身下方装有一或两个浮筒，将机身与水面分离，有些飞机在机翼两边还装有小型辅助浮筒，以避免飞机因为往两侧倾斜还有翻覆的危险。
只有一个浮筒设计的水上飞机，浮筒位于机腹正下方。两个浮筒设计的，则是分别位于机腹两侧的位置。
自一次世界大战开始，巡洋舰以上的军舰多半会携带一架或者是更多的浮筒水上飞机，以进行远距离侦查，目标搜索与火炮射击时的误差修正等任务。这些飞机平时停放在军舰上面，有些是从炮塔上方的起飞滑轨弹射出去，有些吨位较大的舰艇有专属的滑轨或者是机库安放这些观测用的水上飞机。当飞机降落的时候则是先降落在军舰附近的海面上，然后由军舰上的起重机将飞机吊回舰上安置妥当，以进行下一次的任务。这一类搭载方式的浮筒水上飞机也可以由水面直接起飞。
船身式水上飞机（英文：flying boat）又称飞船，是一种有着船体的定翼水上飞机，可以降落在水面上。跟浮筒飞机不同，体型通常更大，而且机身本来便能产生浮力，不过也有不少大型飞船会在机翼加装浮筒确保停泊时的平衡与浮力，或会以下翼或突出像翼的副翼产生的浮力来达成稳定。飞艇或许是二十世纪前半最大型的大气载具，这个地位直到二战时才被轰炸机所取代。它们的好处是可以用水体代替昂贵的陆上跑道，使它们在战间期担任国际航空线的基础。也常被用于海上巡逻与空海救援。在二战后使用率逐渐缩小，部分原因是因为在战争时对于机场的投资。在二十一世纪，飞艇使用在几项合适的用途，如海上救援、对森林大火投水和造访未开发或无道路的地区。现在的水上飞机通常是两栖的，有起落架可以在路面降落。飞艇的另外一种衍生型是利用地面效应的地效飞行器，不过一般并不将这种飞行器包含在飞艇的分类当中。
两栖飞机（Amphibian）又称水陆两用机，是指可以加装或者是本身就有机轮，能够直接在陆地上操作与起降的水上飞机，这一类飞机可以视需要在水面或者是陆上机场活动，因此有两栖飞机的称呼。
在直升机底部以浮筒替代机轮或雪橇而能在水面降落的便是水上直升机。由于直升机是垂直起降，故浮筒造型可以不用考虑流体力学，比较需注意的是浮筒产生的浮力能确保直升机在水面安定降落。
水上飞机在二次世界大战结束以前无论在军用或者是民用两个环境使用都相当广泛。在军用环境下单任的任务包含：
民用环境下，大型水上飞机是早期跨洋飞行的主要机种之一，尤其是需要经过远距离的海洋而中间有没有适当的机场能够停留加油的航线上。水上飞机能够利用没有陆上机场的岛屿或者是船只进行中途加油与整补的工作。
第一架水上飞机是由法国工程师亨利·法布尔于1910年3月展示的Le Canard。第一次正式有水上飞机这个称呼则是1913年英国丘吉尔所提出的。水上飞机与使用陆上机场的飞机发展的时间相当接近，早期发展的着眼点在于：
一次世界大战期间，水上飞机已经被搭载于巡洋舰吨位以上的舰艇上担任侦查与协助舰炮射击的任务，同时也担任反潜、船团护航、沿海巡逻与轰炸等各种任务。并发展出水上飞机母舰作专用载台。
两次大战期间，民航业的发展逐渐兴起，虽然许多大型飞机的航程可以抵达过去无法到达的地区，可是机场严重缺乏或者是跑道状况不佳的状况，使得水上飞机成为这些航线的最佳候选者。诸如由英国前往印度或是澳大利亚等国家航线都在这个时间陆续建立。即使大型飞机的航程足够飞越某些海洋地区，然而在航线途中欠缺机场的状况下，万一陆上飞机发上故障或者是需要紧急降落时，将会产生严重的困扰，而水上飞机恰巧得以满足这些方面的需求。
此外，各种竞速机比赛的参加者也多利用水上飞机作为设计的型态，这是着眼于高速飞行下需要很长的跑道降落，为了减少比赛地区的限制，利用水面起降是一种极佳的解决方式。虽然浮筒与相关的结构会产生额外的阻力与重量，这个阶段许多竞速机都有非常优异的成绩，像是英国超级马林（Supermarine）的S.6B竞速机曾经拿下1931年史奈德杯竞速比赛的冠军，而他在该年创下最高的飞行纪录是651.2公里/时的高速。
二次世界大战时期水上飞机的使用与发展到达一个巅峰的状态，包括美国、英国、德国、日本与意大利都有各种军用水上飞机，这些飞机除了继续他们的前辈所担负的巡逻、护航、侦查、反潜、轰炸与射击标定之外，也担任对其他海上目标的鱼雷攻击，或者是对其他的水上飞机进行空战等等，
日本的爱知飞机公司甚至设计出可以搭载于伊-400号潜特型潜艇的特殊轰炸机：M6A1晴岚，预备对巴拿马运河进行轰炸，阻断美国海军增援太平洋战区的速率。
战争期间美军曾向休斯飞机公司采购一架越洋运输机，霍华德·休斯因而开发出巨型船身式水上飞机休斯H-4大力神，然而该机实际上到战争结束才完成，而且噪音、耗油量、舒适与安全性均不佳，结果遭放弃采用。H-4大力神至今仍是最大的飞机之一，翼展仍是世界第一，高度同A380，长度仅次An-225。
二次世界大战时期，陆上机场的数量大幅增加，跑道品质较以往进步，飞机的性能与可靠性也显著提升，同时空中加油技术逐渐成熟，水上飞机的地位开始受到影响，不过在1950年代还是有新的研发计划，包括美国海军的F2Y海标式喷射水上战斗机计划。
此外，民间使用水上飞机的用途也从运输扩展到救护与消防等其他工作上面，尤其是利用水上飞机可以在水面降落的同时，吸取大量的淡水进行森林火灾的扑灭或压制，这个优点至今仍然是直升机跟传统陆基起飞的飞机无法取代的。
然而，各种飞机技术的进展与相关设备的完善，使得水上飞机的优势慢慢的消失，特别是在远程跨洋航线上，陆上起降的喷射客机取代水上飞机成为各家航空公司的主流，而喷射动力的特性也必须经过额外处理才能够使用于水上飞机，同时还得要考虑到避免吸入任何海水的情况。原先水面救护的工作也随着直升机的成熟化而拱手让贤。同时原先担纲侦察或是火炮观测的任务也被航母舰载机以及传统火炮军舰的式微影响而不再被需要。
因此水上飞机逐渐退出军用环境，仅有少数国家继续采用担任救护或者是反潜等任务。民用市场则以救护，消防与中小型交通与运输为水上飞机的主要活动市场。
