Izlūkošana no gaisa ir izlūkdatu vākšana par objektu, izmantojot dažādu veidu gaisa transportlīdzekļus, lai apsekotu teritoriju no virszemes. Izmantojot gan apkalpi, gan bezpilota lidaparātus, gaisa izlūkošanu veic dažādas struktūras un personas, tostarp militārās organizācijas un citas valsts aģentūras, zinātniskās organizācijas, meteorologi, ģeologi, arhitekti un arheologi, lai nosauktu tikai dažus. Lietojumprogrammas ietver reljefu kartēšanu, stratēģiskās informācijas vākšanu militārai plānošanai, informācijas vākšanu saistībā ar ģeoloģiskajām iezīmēm un funkcijām, laika apstākļu un sistēmu izsekošanu un aerofotografēšanu, lai palīdzētu attīstības projektos.
Nepieciešamo datu un izlūkdatu vākšanas galvenais elements gaisa izlūkošanā ir kameru izmantošana, lai uzņemtu pareizās fotogrāfijas, kuras vēlāk var analizēt un interpretēt. Parasti fotogrāfijas tiek uzņemtas no dažādām pozīcijām un augstumiem, ļaujot izlūkošanas lidmašīnai uzņemt plašu datu klāstu, ko analītiķi var salīdzināt, interpretējot rezultātus. Šādas fotogrāfijas ietver slīpi, kas ietver fotogrāfiju uzņemšanu no leņķa; vertikāla, kas ietver attēlu uzņemšanu tieši virs mērķa; un orto, ko izmanto ģeogrāfiskās informācijas sistēmās. Augstuma maiņa tiek izmantota, lai tvertu labāko skatu punktu vai ar militāro izlūkošanu, lai palīdzētu izvairīties no atklāšanas. Šie attēli ir ģeometriski pielāgoti, lai tos varētu izmantot precīzu karšu veidošanai.
Video ir arī vēl viena gaisa izlūkošanas sastāvdaļa, kas palīdz automatizēt datu vākšanas procesu. Sarežģītu tehnoloģisko lietojumu video tiek uzņemts un bieži vien reāllaikā tiek pārsūtīts uz zemes izlūkošanas vienībām, kuras var skatīt darbību pie mērķa, kā tā notiek. Apvienojumā ar bezpilota lidaparātiem tiek panākta zināma drošības pakāpe, vienlaikus spējot vērot kustības uz mērķi, kad tās notiek. Visplašāk izmantotais militārās izlūkošanas darbībās, video kļūst arvien populārāks citos lietojumos, jo īpaši, lai kartētu apgabalus īpašām interesēm, piemēram, potenciālie cauruļvadi vai labības lauki. Reāllaika izlūkdatu vākšana mērķa vietās var palīdzēt plānotājiem noteikt, kā apgabalu izmanto vietējās cilvēku un dzīvnieku populācijas.
Gaisa izlūkošanā parasti izmantotie lidaparāti ir lidmašīnas, bezpilota droni, helikopteri, karstā gaisa baloni, gaisa baloni un raķetes. Dažādu veidu gaisa kuģu izvietošana ir atkarīga no apkopojamo datu veida un problēmām, kas rodas šo datu vākšanā. Dažos militāros lietojumos, piemēram, bezpilota lidaparātus bieži izmanto, lai apsekotu mērķus, kur atrodas vai ir aktīvs zināms ienaidnieks. Bezpilota lidaparātu izmantošana šajā situācijā ļauj izlūkošanas komandām izmantot video, lai pietuvotos ienaidniekam, vienlaikus novērojot darbības reāllaikā. Tomēr, lai izsekotu ienaidnieka kustības, var būt nepieciešamas lielas lidmašīnas, jo īpaši, ja ir liela iespēja, ka ienaidnieks atklās bezpilota dronu.