Điều hòa không khí hay điều hòa nhiệt độ (tiếng Anh: Air conditioning, thường viết tắt là AC hoặc A/C) là quá trình loại bỏ nhiệt và độ ẩm trong không gian trong nhà để cải thiện sự thoải mái cho người sử dụng. Máy điều hòa có thể được sử dụng trong quy mô gia dụng và thương mại. Ứng dụng phổ biến nhất của quá trình điều hòa là nhằm tăng sự tiện nghi, thoải mái của môi trường, thường dành cho con người và các động vật khác; tuy nhiên, điều hòa không khí cũng được sử dụng để làm mát và khử ẩm cho các phòng chứa thiết bị điện tử sinh nhiệt, như máy chủ máy tính, bộ khuếch đại, và để trưng bày, lưu trữ một số sản phẩm cần được bảo quản cẩn thận, như các tác phẩm nghệ thuật.
Trong cấu tạo của máy điều hòa không khí thường có quạt để phân phối không khí điều hòa đến một không gian kín khác, như tòa nhà hoặc xe hơi, để cải thiện sự thoải mái nhiệt và chất lượng không khí trong không gian kín đó. Các loại thiết bị điều hòa không khí điện sử dụng môi chất lạnh rất đa dạng, bao gồm từ các thiết bị nhỏ có thể làm mát một phòng ngủ, với trọng lượng mà một người trưởng thành có thể di chuyển được, đến các thiết bị lớn hơn được lắp đặt trên tầng mái của các tòa tháp văn phòng và có khả năng làm mát toàn bộ tòa nhà. Thông thường, quá trình giải nhiệt được thực hiện nhờ vào chu trình làm lạnh, nhưng đôi khi sử dụng hệ thống làm mát thụ động như quá trình giải nhiệt bay hơi hoặc giải nhiệt tự do. Hệ thống điều hòa không khí cũng có thể hoạt động nhờ chất hút ẩm (là loại hóa chất loại bỏ hơi ẩm trong không khí). Một số hệ thống điều hòa không khí còn có thể thải nhiệt hoặc lưu trữ nhiệt trong các đường ống ngầm.[1][2]
Trong lĩnh vực xây dựng, một hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí hoàn chỉnh được gọi là hệ thống HVAC. Tính đến năm 2018, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), 1,6 tỷ thiết bị điều hòa không khí đã được lắp đặt và dự kiến sẽ tăng thành 5,6 tỷ thiết bị vào năm 2050.[3][4] Trên toàn cầu, hiện nay, hệ thống điều hòa không khí chiếm 1⁄5 tổng năng lượng sử dụng trong các tòa nhà và việc sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng này sẽ thúc đẩy đáng kể nhu cầu sử dụng năng lượng.[3] Do vậy, vào năm 2018, Liên Hợp Quốc đã kêu gọi cần cải tiến công nghệ trở nên bền vững hơn nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu. Làm lạnh thụ động và thông gió thụ động là kỹ thuật điều hòa không khí không sử dụng nguồn điện bên ngoài; bao gồm các thiết bị như cột hứng gió, tháp giải nhiệt bay hơi, cửa chớp che bóng chọn lọc (selective shading louvre), chúng có công dụng bổ trợ luồng không khí và sử dụng nhiệt dung của đất hoặc vữa xây.