Trực thăng vận (tiếng Anh: air assault, n.đ. 'đột kích đường không') là hoạt động tấn công của các lực lượng vũ trang tác chiến dựa vào máy bay lên thẳng - như trực thăng - nhằm chiếm và đóng giữ các cứ điểm của đối phương, hoặc trực tiếp đánh và tiêu diệt lực lượng của kẻ thù ở sau tiền tuyến. Ngoài chiến thuật bộ binh, các đơn vị tấn công đường không còn được huấn luyện những kỹ năng cơ bản như đu dây, trượt dây, nhảy dù. Trang bị và vũ khí của các đơn vị này thường được thiết kế hoặc tu chỉnh lại để có thể hoạt động hoặc vận chuyển dễ dàng hơn trong máy bay.
Theo sách hướng dẫn của Lục quân Hoa Kỳ FM 1-02 (FM 101-5-1), một "chiến dịch trực thăng vận" được mô tả là một chiến dịch mà trong đó, một hay nhiều lực lượng quân sự (bao gồm lực lượng chiến đấu, hỗ trợ chiến đấu, và hậu cần) sử dụng hoả lực và sự di động của các đơn vị trực thăng dưới sự kiểm soát của các chỉ huy đơn vị mặt đất hoặc trên không nhằm tấn công và tiêu diệt địch hay chiếm và giữ các cứ điểm quan trọng, thường nằm sau chiến tuyến của địch.
Vì trực thăng thường có giới hạn về tải trọng, cho nên các lực lượng tiến công đường không thường là bộ binh hạng nhẹ. Tuy nhiên, một số các phương tiện bọc thép, như BMD-1 của Nga được thiết kế có tải trọng nhẹ và kích thước nhỏ để có thể được vận chuyển bởi phần lớn các trực thăng hạng nặng. Điều này cho phép các đơn vị tiến công đường không có thể được cơ giới hoá và phần nào bổ sung thêm hoả lực.
Trong chiến thuật trực thăng vận, binh lính luôn luôn phụ thuộc nhiều vào hoả lực của các đơn vị trực thăng chiến đấu hay các máy bay chiến đấu.
Trong chiến tranh Việt Nam, chiến thuật này còn được Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam gọi là "chiến thuật kỵ binh bay" (tiếng Anh: air cavalry), hay chiến thuật "nhảy cóc". Càng về sau, chiến thuật này càng mất dần hiệu quả bởi các quân Giải phóng dần tìm cách thích nghi và họ cũng dần được trang bị các loại vũ khí phòng không mạnh hơn, khiến số lượng trực thăng Mỹ bị bắn rơi ngày càng tăng.