Топливная система — группа ёмкостей для хранения запаса жидкого топлива на борту летательного аппарата с системой соединительных трубопроводов, а также система подачи топлива к двигателям и его перекачки, заправки и слива топлива, наддува и дренажа топливных баков, а также электронная система заправки, измерения и центровки. Небольшие маломанёвренные летательные аппараты имеют несложную топливную систему, тогда как высотные и скоростные — много сложнее. Топливная система условно делится на топливную систему самолёта и топливную систему двигателя. Количество топлива на борту воздушного судна измеряют не в единицах ёмкости, а как вес — в килограммах или в фунтах .
На самолётах вплоть до середины 20-го века широко применялись бензиновые поршневые моторы. В качестве горючего использовались чистые или этилированные бензины, а также различные топливные смеси на основе бензина. На самолётах того времени устанавливался один бензобак с внутренней расходной ёмкостью или группа баков, соединённых меж собой по принципу сообщающихся сосудов. Баки часто выполнялись в виде круглых или овальных ёмкостей, устанавливались на ложементы и фиксировались металлическими лентами. Затем бензобаки стали изготавливать сложной в плане формы, для максимального использования свободного пространства внутри фюзеляжа или крыла. Топливо подавалось к мотору механическим всасывающим насосом, установленном на моторе. Насос на карбюраторном моторе развивал давление. Также для облегчения запуска мотора почти всегда устанавливался бачок пускового топлива — небольшая ёмкость, которая заправлялась пусковым бензином, а в холодное время года топливной смесью из бензина и эфира. Бензобаки обычно изготавливались из мягкого алюминиевого сплава АМц, в военное время практиковалось изготовление баков из фибры. На военных самолётах баки снаружи обтягивались протектором.
Протектор бензобака представляет собой резиновую оболочку, склеенную из нескольких слоёв специальной резины и корда. Например, протектор бака самолёта И-16 состоял из первого внутреннего слоя бензостойкой резины, затем шёл слой набухающей резины, третий и четвёртый слой прорезиненного корда, и верхний пятый слой из бензостойкой резины. После сборки бака резиновый протектор вулканизируется. В сумме все слои образовывали толщину протектора 8 мм. С появлением и развитием реактивной авиации топливная система самолёта претерпела изменения в связи с переходом на новый вид авиатоплива — авиационный керосин. Постепенно были выработаны конструктивные решения, применяемые по сей день.
Топливные баки делят по размещению на фюзеляжные, центропланные, консольные, по назначению на основные, расходные, предрасходные, балансировочные, дренажные, пилотажные и т.д. На пассажирских и грузовых самолётах топливо стараются разместить в крыле, чтобы освободить пространство для пассажиров или груза внутри фюзеляжа. В современном самолёте в качестве топливных баков часто используются свободные полости внутри крыла или силовых отсеков планера, это так называемые кессон-баки. На боевых машинах могут использоваться вкладные мягкие баки, изготовленные из специальной многослойной губчатой пенорезины, которая сама затягивается при прострелах бака, предотвращая вытекание топлива. Также внутренняя полость бака может быть заполнена губчатым материалом, например пенополиуретаном, что предотвращает перетекание топлива при энергичном маневрировании и положительно влияет на пожаровзрывобезопасность бака. На некоторых самолётах применяются довольно сложные конструкции под названием — бак-отсек, выполняющие роль силовых элементов планера, отсеков для оборудования и одновременно являющиеся ёмкостями для топлива например МиГ-23, МиГ-25.
Система выработки топлива делится на систему перекачки и систему подачи топлива к двигателю. Схема подачи топлива к двигателям определяется в каждом конкретном случае и зависит от количества топливных баков, количества двигателей и их компоновкой на самолёте.
Топливо в двигатель подаётся механическим насосом высокого давления, установленном на двигателе. К насосу топливо поступает из расходного бака. В расходном баке обычно установлено два электрических насоса подкачки. Расходный бак поддерживается на протяжении всего полёта полным за счёт перекачки топлива из других баков самолёта баковыми перекачивающими насосами. Все баки самолёта имеют систему дренажа и наддува. Заправка топливом может выполнятся как побаково через горловины заправки, так и централизовано через стандартизированный узел централизованной заправки под давлением. Для контроля заправки и расхода топлива на современных самолётах применяют электронные топливомеры с ёмкостными датчиками уровня топлива или расходомеры, показывающие выработку топлива.
Некоторые военные самолёты имеют возможность дозаправки топливом в полёте.
