反潜作战（英语：Anti-Submarine Warfare，ASW）泛指以各种手段与装备进行搜索、侦测、驱赶、攻击与摧毁水面下潜艇的军事行动或是任务类型。反潜作战任务的关键因素及手段是使用先进的声纳技术对潜艇进行侦测、分类、循迹至锁定。攻击时通常采用鱼雷、反潜导弹和深水炸弹完成击毁敌方潜艇的目标。鱼雷、反潜导弹和深水炸弹可以从空中，水面和水下进行发射。反潜作战的目的是保护己方和友军水面舰艇，保障航线通行，争夺制海权。
美国南北战争时期曾经运用过最早的潜艇，虽然受到攻击的一方进行反制的行动，不过这还不能算是有组织与训练的正式反潜作战。
第一次世界大战时期，德国开始大量运用潜艇在北大西洋海域使无限制潜艇战，企图切断对英国周边地区的海运活动。
二次世界大战时期，德国使用著名的狼群战术攻击海上商船。美国海军潜艇也在太平洋对航向日本的商船展开攻击。二次世界大战时期以来反潜作战成为海战中非常重要的一环。
进入冷战以来，美苏使用弹道导弹潜艇来加强自身核打击能力，对潜作战手段大大增加。冷战结束以后，反潜作战仍然是各国海军尖端技术。
反潜作战依其类型可分为下面7种。
进行反潜作战的载具最初是以水面舰艇来执行，驱逐舰由原先驱逐鱼雷艇的任务转变为对付潜艇之后，成为最主要的水面反潜载具。其他类似的舰艇还包括各种巡防舰，护卫舰，驱潜舰或者是巡逻艇。
二次世界大战时期飞机也加入反潜的任务，为了追求较长的滞空时间，一般多以中大型飞机改装，譬如由大型客机，水上飞机，运输机或者是轰炸机改装而来的反潜机种。
朝鲜战争和冷战之后，潜艇的职责也由二次世界大战时期攻击水面舰艇变为攻击敌方潜艇。
二次世界大战结束之后，反潜设备的小型化及大范围远距离反潜优势让反潜机成为新一门专用的军用航空器，即使机体可能来自于其他机种，也比过去的改良机种具备更高的效率和作战能力。而反潜机的载具又以飞行方式及用途区分为定翼机及旋翼机，定翼机航程大监控范围广，适合固定基地布署。一战时各国使用水上飞机及飞艇使用望眼镜目视方式侦查效率不高，直到二战之后声纳浮标、雷达、探照灯的使用、才将反潜的效率提高。旋翼机应用于反潜是50年代左右，旋翼机方便布署于船舰上，可对固定区域或不适合定翼机区域执行快速反潜任务。并可执行运输人员物资等多种任务
水中听音器是一种最简单的音响侦测器，它能接收来自所有方向的声音，但无法分辨各声音的来源，也无法量度声源的距离。如果将数个水中听音器排成线状、筒状或其他规则之阵列，即可根据不同位置水中听音器在接收同一声音时所产生时差以判断音源的方向。
音鼓是一种最简单的主动式音响侦测器，也是一种能量转换器（Transducer），可将电能转换为声波，也可将声波转换为电能。如果以电能激发，它就会释放音响能量（即声波），随后即关闭，扮演水中听音器的角色。假使释放出来的声波碰到障碍物（例如潜艇），就会被反射回来而为此音鼓接收到。虽然单一音鼓并不能指示障碍物所在的方向，但是根据声波发射与接收的时间差距，可以计算出与障碍物之距离。如果将数个音鼓以某种阵列组合，由不同位置的音鼓在接收到声音的时差，就可判断障碍物方向。
声纳浮标（Sonobuoy）系由反潜巡逻机或直升机投于特定区域以进行搜索的飘浮音响侦测器。施放时，一具降落伞会张开以减缓落下速度，当浮标进入水中，降落伞会自动脱离，同时释放一个装设无线电天线的浮袋，并将一被动侦测用水中听音器，或一主动侦测用音鼓，或是上述二者之一所组成的阵列释放于一预先设定的深度。侦测器在经过一段时间（依海水盐度及海象而定，一般约 1 至 3 分钟）后，海水电池即发生作用，侦测器开始搜集一切音响资料并向上送至浮标本体，再经由无线电传输至巡逻中的反潜巡逻机、直升机、舰艇，甚至岸上基地。
声纳（Sonar）系由多种音响侦测器阵列组合而成。因为声音在水中传导速率较电磁波于空气中要慢，因此一套完整的声纳系统必须具备布满 360 度的音棒，音响能量由一全向性电能声波能量转换器发出，所有水中听音器同时接收回音，由于每一水中听音器均有其独立电路，故回声返抵时间及其特性皆可各别接收，再传送至中央计算机中加以处理。
声纳的方向敏感度可以藉增加音棒与音棒中音鼓的数目而提升，各音鼓之间距与布置依声纳的操作频率而定。低频声纳可做较长距离搜索，但识别能力较差，且音鼓体积也较大。反之，高频者识别能力强，音鼓体积小，但侦测距离较短。如果增加能量转换器功率，可增加侦测之距离，但会引发空蚀效应使声音无法在水中传递。
大多数潜艇与反潜水面舰都在船体上装有声纳，但会有水流通过船体所产生的噪音掩盖所欲侦测声响的情况，在舰艇高速时尤其显著，其次舰艇本身机械运转所产生的噪音也影响其侦测灵敏度。为避免这些缺点，有些舰艇就以拖曳声纳（Towed Sonar）取代。拖曳声纳的拖曳距离可以离舰艇相当远，以大幅减低舰艇内噪音所造成的影响，而其操作也不致受到舰艇剧烈运动的影响。
某些拖曳声纳的沈放深度可以改变，使声纳不再局限于较浅的区域，可以深入较深区域进行侦测，以搜寻一般水面船舰声纳所无法侦测的区域，此种声纳即为可变深度声纳。
这是一种由舰载反潜直升机拖吊的声纳，可迅速更换位置以进行搜索，对付快速运动的潜艇及担任长时间搜索任务。沈浸声纳不但延伸了舰艇侦测距离，且不会受到舰艇噪音影响。
反潜巡逻机及水面舰上有些配备适合侦测露出水面的潜望镜、呼吸管及天线等之雷达系统。此种雷达经特殊设计，使其在恶劣风浪状况下亦能轨行侦测任务。
有时潜艇必须以雷达或其他电子装备进行搜索、侦测或通讯等，此时如果配有电子支援措施的反潜巡逻机或水面舰正好在此一区域，则潜艇所发射的雷达波就可能会被截收而暴露行迹。
大多数潜艇皆以钢制成，且其体积庞大，所以它们的存在有局部扭曲地球磁场倾向。此种现象可由携带磁异侦测器的反潜巡逻机或直升机探知。而侦测的先决条件，是要潜艇接近水面，且飞机飞得相当低。此种辅助的侦测方式，可以帮助声纳操作员确认声纳音波所接触到的是一艘潜艇，或是一条大鲸鱼。
核能动力潜艇的反应器系以海水循环冷却，循环后排放出来的废水温度略高于周围海水，且废水温度可保持一段时间不会消散（甚至达到数小时之久），因此可利用反潜巡逻机上的红外线侦测器在大海中寻找潜艇踪迹。
可说是相当简易的反潜设备，虽然简陋但对潜行中的潜艇是具有很大的瘫痪能力。有纪录出现于二战北大西洋海域，英军以鱼网充当反潜网。
此种武器最早于第一次世界大战时由英国海军发展成功，是攻潜武器中最原始的一种，基本上它是依赖压力、磁性或音响感应等方式来引爆数百磅炸药的一种水下炸弹。其优点是弹群爆炸强度威力强大，即使未直接命中目标物，亦可对其构成损害。
刺猬炮在二次大战时广泛使用于美国海军水面舰艇上，以对付德国潜艇。其利用口径 40mm 发射器以 0.1 秒间隔成对发射深水炸弹，共可发射 24 枚，射程 350 米，入水时弹群依炮型不同，成为精圆形（长径42米，短径36米）或为圆形（直径60米）分布，入水后下沈速率约为每秒 7.5 米。刺猬弹仅于直接命中目标物时才爆炸。
系在无导引火箭上安装一枚炸弹，由舰艇或飞机发射后，直接攻击潜艇。因为并无导引装置，故命中率甚低，须依靠弹头威力来弥补。
鱼雷主要分二种类型：利用潜艇鱼雷管发射的重型鱼雷，以及由空中（飞机）、导弹或以船舰上鱼雷发射管投射的轻型鱼雷。
即携带鱼雷或深水炸弹的导引导弹，以推进器推进，并能保持飞行轨迹，是一种适合短距离及突然攻击的攻潜武器。
布雷可说是反潜作战上最经济的方法之一，在敌港湾、基地、及海上主要航道上布放水雷，不但可减轻反潜巡逻作战的负荷，并可达到吓阻敌潜艇活动的效果。
