การแพร่เชื้อทางอากาศ (อังกฤษ: airborne transmission) คือการแพร่เชื้อของโรคติดต่อผ่านละอองธุลีที่สามารถอยู่ในอากาศได้เป็นเวลานานและสามารถถูกเคลื่อนย้ายไปตำแหน่งอื่นได้ โรคที่สามารถแพร่เชื้อทางอากาศได้มีหลายโรค ทั้งที่พบในมนุษย์และในสัตว์ เชื้อก่อโรคนั้น ๆ อาจเป็นเชื้อไวรัส แบคทีเรีย หรือเชื้อรา สามารถแพร่ผ่านการหายใจ การพูด การไอ จาม การปัดฝุ่น การพ่นสเปรย์ การกดน้ำที่โถชำระ และกิจกรรมใด ๆ ที่ทำให้เกิดอนุภาคละอองลอย (aerosol) หรือละอองฝอย (droplets) โดยทั่วไปแล้วโรคติดต่อที่แพร่เชื้อทางอากาศจะไม่นับรวมโรคที่เกิดจากมลพิษทางอากาศ เช่น สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย แก๊สที่มีพิษต่อร่างกาย หรือฝุ่นอนุภาคอื่น ๆ
แต่เดิมแล้วทางการแพทย์จะถือว่าการแพร่เชื้อทางอากาศเป็นคนละอย่างกับการแพร่เชื้อผ่านละอองฝอย ซึ่งมีที่มาจากความเข้าใจผิดในพฤติกรรมทางกายภาพของอนุภาคขนาดต่าง ๆ โดยเคยเชื่อกันว่าละอองฝอยของสารคัดหลั่งระบบหายใจจะมีขนาดใหญ่มากพอที่จะตกลงสู่พื้นอย่างรวดเร็วหลังจากถูกปลดปล่อยออกมา อย่างไรก็ดีตามนิยามใหม่มองว่า อนุภาคขนาดใด ๆ ที่สามารถถูกสูดหายใจเข้าไปได้ ถือว่ามีศักยภาพที่จะเป็นอนุภาคที่ก่อให้เกิดการแพร่เชื้อทางอากาศได้ทั้งสิ้น
คนแต่ละคนสามารถแพร่ละอองลอยและละอองฝอยได้หลายขนาด หลายปริมาณ และมีความเข้มข้นของเชื้อโรคแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแต่ละคนและกิจกรรมที่ทำ ละอองฝอยที่มีขนาดใหญ่กว่า 100 ไมโครเมตรมักตกลงสู่พื้นอย่างรวดเร็วในระยะไม่เกิน 2 เมตร จากจุดกำเนิด และอาจมีอนุภาคละอองลอยที่มีเชื้อก่อโรคตกค้างอยู่ในอากาศบริเวณนั้นได้อีกระยะเวลาหนึ่ง โดยจะมีความเข้มข้นของเชื้อก่อโรคสูงสุดภายในรัศมี 2 เมตร แต่ก็สามารถเดินทางไปตำแหน่งอื่น และอาจไปสะสมเพิ่มความเข้มข้นในตำแหน่งอื่นของห้องได้อีกด้วย
จุดตัด 5 ไมโครเมตรที่เดิมเคยใช้กันแพร่หลายในการแบ่งแยกว่าอนุภาคใดเป็นอนุภาคที่สามารถทำให้เกิดการแพร่เชื้อทางอากาศได้หรือไม่ถูกวิจารณ์อย่างหนักว่าเป็นทวิภาคลวงที่ไม่มีที่มาทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากอนุภาคที่ออกมากับลมหายใจมักมีขนาดหลากหลายออกมาพร้อม ๆ กัน และจะล่องลอยไปหรือตกลงสู่พื้นขึ้นกับปัจจัยแวดล้อมอีกหลายอย่าง ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับเฉพาะขนาดแรกเริ่มของมันเท่านั้น อย่างไรก็ดี แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้ในการป้องกันการแพร่กระจายของโรคในโรงพยาบาลมานานหลายทศวรรษ ข้อมูลใหม่ ๆ เกี่ยวกับการแพร่กระจายในอาคารของสารคัดหลั่งระบบหายใจทำให้เชื่อว่าอนุภาคขนาด 20 ไมโครเมตร ในระยะแรกที่ถูกปลดปล่อยออกมาจะลอยไปตามกระแสอากาศในช่วงแรก ซึ่งอาจเป็นกระแสอากาศจากการไอจามหรือจากลมเครื่องปรับอากาศก็ได้ แต่เมื่อเดินทางไปไกลขึ้นก็จะค่อย ๆ ตกลงสู่พื้นตามแรงโน้มถ่วง มีการพบว่าอนุภาคที่มีขนาดดังกล่าวเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกดักจับที่เยื่อเมือกของโพรงจมูกมากที่สุด และเนื่องจากตำแหน่งนี้มักเป็นตำแหน่งเริ่มต้นของการติดเชื้อที่ทำให้เกิดโรคโควิด-19 จึงเป็นเหตุผลให้น่าเชื่อว่าอนุภาคขนาดดังกล่าวมีส่วนสำคัญในการทำให้เกิดการระบาดทั่วของโควิด-19