Vùng cấm bay hay Vùng cấm bay (NFZ) là một khu vực nhất định của không phận mà máy bay bị cấm bay qua. Hạn chế này được thực hiện bởi một Quốc gia, trên lãnh thổ của mình, vì lý do an ninh quốc gia hoặc bởi các tổ chức quốc tế thông qua một thỏa thuận, như một cách để ngăn chặn các chế độ tội phạm thực hiện các vụ đánh bom và tấn công bạo lực vào người dân của họ.
Đưa ra quyết định như vậy có những hậu quả về quân sự, chính trị và ngoại giao. Được coi là một bước tiến tới chiến tranh, việc tuyên bố vùng cấm bay khá giống với một vùng phi quân sự trên lãnh thổ xâm lược đó có thể biện minh cho hành động trả đũa quân sự.
Để có hiệu quả, khu vực này phải được tuần tra bởi máy bay quân sự có thẩm quyền bắn hạ máy bay trái phép. Hàng không thương mại phải được thông báo trước để chuyển hướng máy bay của họ và máy bay muốn rời khỏi lãnh thổ nói trên phải yêu cầu ủy quyền trước khi cất cánh.
Việc thực hiện vùng cấm bay không phải là một hành động bị động, mà là một sự can thiệp quân sự. Do đó, rất có thể sự phẫn nộ của chế độ đang được đề cập, không có các cuộc không kích, có thể chọn tăng cường các cuộc tấn công trên bộ nhằm vào dân thường. Hơn nữa, việc thực thi khu vực này thường đòi hỏi các cuộc không kích, có thể gây nguy hiểm cho dân thường vô tội.
Trong lịch sử, ba vùng cấm bay đã được thực hiện để bảo vệ chúng khỏi nguy cơ bị ném bom. Năm 1991, sau Chiến tranh vùng Vịnh lần thứ nhất, các lực lượng đồng minh của Mỹ, Anh và Pháp mà không có quyết định của Liên hợp quốc, đã thiết lập hai vùng cấm bay ở Iraq (một ở phía bắc và một ở phía nam)., mỗi khu vực được thiết kế để bảo vệ người dân Iraq bị Saddam Hussein đàn áp. Họ duy trì hiệu lực trong hơn một thập kỷ cho đến khi Hussein bị lật đổ vào năm 2003.
Năm sau khác khi trong cuộc chiến tranh Balkan và dưới sự ủy quyền của LHQ, lệnh cấm quân sự không lưu ở Bosnia-Herzegovina được triển khai, do NATO chỉ đạo. Dù vậy, động thái này cũng không thể ngăn chặn những thảm kịch như cuộc bao vây Sarajevo của người Serbia hay vụ thảm sát thường dân ở Srebrenica. Khu vực này vẫn tồn tại cho đến năm 1995.
Vào tháng 3 năm nay, một khu vực cấm bay đã được áp dụng cho đất nước Libya, để bảo vệ phiến quân chống lại lực lượng của Muammar Gaddafi (lãnh đạo chính phủ Lebanon), kẻ rõ ràng có khả năng xảy ra một vụ thảm sát tàn bạo đối với phe đối lập. Quyết định được đưa ra bởi LHQ, cho biết hoạt động bắt đầu vào ngày 19 tháng 3 với tên gọi "Dawn of the Odyssey", dự kiến rằng Gaddafi sẽ bị lật đổ và không còn nhiều máu chảy trên lãnh thổ Lebanon.
Nhiều quốc gia đã thiết lập vùng cấm bay để bảo vệ các địa danh chính trị, quân sự và lịch sử quan trọng. Mặc dù được che đậy trong bí mật và chưa bao giờ được chính thức xác nhận, đây là một số trong số những ngôi đền nổi tiếng nhất: đền Taj Mahal (Ấn Độ), Machu Picchu (Peru), Cung điện Buckingham (Anh), Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân Negev (Israel), Nhà Trắng, Lầu Năm Góc và Walt Disney World (Mỹ). Và mới đây ở Nhật Bản sau sự cố hạt nhân xảy ra vào tháng 3 năm nay, chính phủ đã thiết lập một vùng cấm dài 30 km xung quanh Nhà máy điện hạt nhân Fukushima I.