空軍參謀部設在東京都港區赤阪（將與陸、海軍參謀部同時遷往市谷）。
航空總隊司令部、航空支援集團司令部設在東京都府中市。
空軍北部航空方面隊司令部設在三澤。在北部防空區內部署有2個航空團、2個防空導彈群、1個航空警戒管制團、1個警戒航空隊、1個基地防空群。其中第2航空團、第3防空導彈群、第1基地防空群部署在千歲，第3航空團、第6防空導彈群、北部航空警戒管制團、警戒航空隊部署在三澤。
空軍中部航空方面隊司令部和航空開發實驗集團司令部設在入間。空軍航空教育集團司令部設在濱松。在中部防空區內部署有4個航空團，2個防空導彈群、1個航空警戒管制團、1個飛行開發實驗團、1個航空救護團、1個偵察航空隊。第1和第4訓練航空團、第6航空團分別部署在濱松、松島、小松；第7航空團、偵察航空隊部署在百裏；第1防空導彈群、中部航空警戒管制團、航空救護團部署在入間；第4防空導彈群、飛行開發實驗團部署在歧阜。
空軍西部航空方面隊司令部設在春目。在西北防空區內部署有2個航空團、1個防空導彈群、1個航空警戒管制團。其中第5和第8航空團分別部署在新田原、築城；第2防空導彈群、西部航空警戒管制團部署在春目。
空軍西南航空混成團司令部設在那霸市。在西南防空區內的沖繩島那霸市部署有第83航空隊、第5防空導彈群、西南航空警戒管制隊。
日本航空自衛隊主要由航空兵、防空導彈及雷達警戒部隊組成。編制定員4.72萬人，實有兵員4.53萬人。航空自衛隊裝備各型飛機上千架。其中有F-15J戰鬥機、F4-EJ戰鬥機、F-1戰鬥機；運輸機主要有C-130H、YS-11運輸機、CH-47運輸直升機等。現有飛行員1800余人，戰鬥機飛行員年均飛行時間160小時以上。
美國在1980年就將當時先進的F-15戰鬥機出售給日本，並提供技術讓日本自行生產F-15。到目前為止，日本***有F-15戰鬥機200余架，是除美國之外裝備這型飛機最多的國家。
日本裝備的F壹15分為兩型，F壹15J和F—l 5DJ，其中F壹15DJ是雙座教練型。F壹15J相當於早期F壹15C的水平。
F壹15C是F壹15A的改進型，主要改進在於：發動機由F100壹PW壹100換裝成F100壹PW壹220；利用內部的剩余空間，增加了900千克的內部燃油；在機身兩側加掛保形油箱，可以多裝2200千克的燃油；最大起飛重量增加N30噸。除此之外，早期的F-15c相對於F-15A在航電設備和火控系統方面沒有什麽變化。F-15J和F15C相比，去掉了投擲核武器的能力，雷達告警設備、通信設備和電子幹擾設備換成了日本專用的型號。
F-15戰鬥機的氣動設計很成功，推重比高，機動性好，雖然是上世紀60年代的設計，但是時至今日仍然不落後。不過由於數字電路技術的飛速發展，F-15J在航電設備和火控系統上就顯得落後了。
F-15J的座艙顯示仍然以機械儀表為主，只有壹個垂直狀態顯示器，用來顯示雷達探測信和光電制導武器傳輸回來的圖像。而現代戰鬥機的座艙都是以大屏幕的多功能彩色顯示器為主，可以綜合顯示雷達、導航、武器系統、飛機管理、戰場態勢等多種信息。F-15J裝備的PG-63雷達對地功能比較簡單，只有對地測距和地形測繪兩種功能。而現代戰鬥機的火控雷達具有合成孔徑地形測繪、多普勒波束銳化等對地功能，可以精確發現地面目標。APG壹63雷達在對空方面不具備多目標跟蹤的能力。F-15J的攻擊瞄準系統比較簡單，只能投放航空炸彈，不能發射空對地和空對艦導彈。也沒有紅外夜視導航系統，夜間AIM-7半主動雷達導彈，不能同時攻擊多個目標。沒有數字飛控系統，而是老式的模擬式控制增穩系統。
因此，日本計劃為F-15J進行升級改裝，目前正在進行飛行試驗。改進的內容主要包括： 把雷達換成APG壹63V(1)：這種雷達采用了APG壹70雷達的處理軟件，而處理器速度是APG壹70的3倍，存儲容量是APG-70的9倍。APG-63V(1)雷達基本具有APG壹70雷達的全部功能，在處理速度上更有優勢，因此還有改進的余地。這是2001年美國空軍才剛剛裝備的新型雷達。
改進原有的電子戰設備，加裝綜合電子戰系統。
加裝戰術數據交換系統，使飛機之間以及和地面指揮系統之間可以直接傳輸戰術數據。
掛載日本自行研制的主動雷達制導的AAM壹4型空空導彈，此導彈技術上略遜於AIM-120導彈。
還可能給F-15助口裝被動紅外探測系統，以提高探測隱形目標的能力。
經過這些改進的F壹15J，可以達到美軍現役F壹15C的性能水平。
日本的攻擊機是自行研制的F-1，這種飛機載彈量小，作戰半徑短，在技術上已經過時。為了取代F-1，日本自行研制了F-2戰鬥機，實際上是從F-16C戰鬥機改進而來。這種飛機的外形基本與F-16壹樣，但是大量采用復合材料，而且還采用了日本自行研制的有源相控陣雷達，在局部技術上不乏先進之處，但是總體戰術性能相比F-16C沒有什麽超越。日本在2004年終止了F壹2的采購計劃。目前F-2壹***生產了60多架，其中壹半是F-2A單座型，另外壹半是F-2B雙座教練型。
日本終止F壹2的采購計劃，有經濟、技術和戰術等多方面的考慮。首先，這種飛機單價高達8000萬美元，而在總體性能上相對F-16C又沒有什麽超越，F-16C在目前已經為很多國家所擁有，日本繼續發展這樣壹種中檔的飛機，沒有什麽技術前途，在經濟上也不劃算。其次，日本以前研制F壹2是為了替換F-1和F-4EJ，而F-1的主要用途是在抗登陸作戰中執行攻擊任務，並封鎖對馬、宗谷、輕津三個海峽，所以兩個飛行隊部署在北部的三澤基地，壹個飛行隊部署在西部的築城基地。從部署的位置就能明顯看出它的作戰用途。目前，這兩個基地的F壹1分別各有壹個飛行隊換成F-2飛機，這些F壹2替代F壹1已經綽綽有余。
但是如果想在中國的沿海地區執行攻擊任務，則F壹2的作戰半徑遠遠不夠。即使從沖繩基地起飛，到中國沿海也有600—800千米。F-2的帶彈作戰半徑設計指標為800千米，但這是最理想的狀況，飛機在實戰中執行攻擊任務采用低空航線比較多，航程會大大縮短，為了應付緊急情況，還要留有余地。F-2沒有遠程攻擊能力，對於日本將來的作戰重點沒有太大用處，所以再繼續購買也沒有必要。
日本還十分重視預警機的作用，目前壹***引進了13架E壹2C預警機和4架E-767預警機。其中E-2C預警機已經開始按照美軍的E壹2C“鷹眼2000”標準進行改進。E-767預警機和美國的E-3預警機相似。由於E-3預警機的載機波音707已經停產，所以改用波音767作為平臺。
波音767的續航力、內部空間都比波音707大，所以E-767比E-3可以多安排乘員，空中指揮能力更強，續航力也長。E-767裝備的是AN/APY-2型雷達，和E-3C上的雷達是壹樣，比早期的E-3上的AN/APY-1型雷達要先進，主要是對海控測功能更好。
日本航空自衛隊的地空導彈群全部裝備“愛國者”防空導彈。已經在東京地區部署了“愛國者”導彈的改進型PAC壹2型，正在引進最新的PAC壹3型，這種導彈具有攔截戰術彈道導彈的能力。配合金剛級驅逐艦上的“宙斯盾”系統以及“標準壹3”導彈，將構建壹個比較完整的戰區導彈防禦體系。由此可以看出，日本航空自衛隊將充當美國在東亞的防空前鋒的角色。
航空自衛隊在冷戰時期主要承擔國土防空的任務。以F-15戰鬥機為外層防禦，中遠程防空導彈為中層防禦，野戰防空導彈、高炮為內層防禦，構成了壹個看似嚴密的防空網。不過日本國土面積狹小，沒有戰略縱深，機場、雷達站和指揮系統很容易被對方摧毀，戰時補充能力也較差。所以日本在作戰上主要依賴美國的支援。
日美空軍在作戰上的分工是：日軍主要負責防禦作戰，美軍主要負責進攻作戰。日本 航空自衛隊的主要任務就是防禦蘇軍的首輪空襲，為美軍贏得部署時間。而美國在1978年就同意向日本出售當時最先進的F-15戰鬥機，並允許日本自行生產200多架，說明美國希望日軍具有較強的防空作戰能力，能夠承擔“首當其沖”的角色。
這個分工在當前的形勢下被延續下來。美軍戰鬥機在東亞和西太平洋地區的分布基本呈現如下特點： 在韓國和日本北部主要部署攻擊機，比如F-16，另外F-117也進行訓練性的部署。這是第壹線基地，主要擔負對朝鮮、俄羅斯和中國淺近縱深的攻擊作戰任務。
在沖繩部署F壹15戰鬥機和E-3預警機。這是第二線部署，主要承擔奪取制空權的任務。將來在戰時還可能進駐F壹22戰鬥機。
在關島部署B壹52戰略轟炸機和巡航導彈，今後還可能部署B-2轟炸機，主要承擔戰略空襲任務。
按照飛機的作戰半徑，由近到遠，層次十分清晰。