الطيران الفرط صوتي أو الطيران فائق الصوتية أو الطيران الفوق صوتي هو الطيران عبر الغلاف الجوي على ارتفاعات تقل عن 90 كيلومترًا تقريبا بسرعات تبلغ خمسة أضعاف سرعة الصوت، أي تزيد عن 3000 ميل في الساعة حوالي 3800 ميل (6116 كم) في الساعة، وعدد ماخ إم أكبر من خمسة، إم > 5 (الصوت لديه سرعة ماخ 1)، وهي السرعة التي يبدأ فيها تفكك الهواء في أن يصبح مهمًا وتوجد أحمال حرارية عالية. يعرّف النظام الفرط الصوتي المرتفع عند إم > 10 لمراعاة الديناميكا الهوائية لإعادة الدخول. السمة الرئيسة للديناميكا الهوائية الفرط صوتية هي أن درجة حرارة التدفق كبيرة جدًا لدرجة أنه يجب مراعاة كيمياء جزيئات الهواء ثنائية الذرة. عند السرعات الفرط صوتية المنخفضة، تهتز الروابط الجزيئية، مما يغير من حجم القوى التي يولدها الهواء على الطائرة. عند السرعات الفرط صوتية العالية، تتفكك الجزيئات وتنتج بلازما مشحونة كهربائيًا حول الطائرة. تحدث اختلافات كبيرة في كثافة الهواء والضغط بسبب موجات الصدمة والتمدد. حُققت سرعات تزيد عن 25 ماخ تحت الغلاف الحراري اعتبارًا من عام 2020.
تتمتع المركبات الفرط صوتية بالقدرة على المناورة عبر الغلاف الجوي في مسار غير مكافئ، ولكن الأحمال الحرارية الديناميكية الهوائية الخاصة بها تحتاج إلى إدارة.