Een vrachtvliegtuig is een vliegtuig dat goederen vervoert. Het heeft een grote laadruimte op het "maindeck" maar daarnaast meestal ook nog ruimte voor vracht in het "lowerdeck".
Militaire transportvliegtuigen - zoals de Airbus A400M[4] - hebben aan de achterkant een grote laadklep waar goederen naar binnen en naar buiten gereden kunnen worden. Zeer grote uitvoeringen zoals de Lockheed C-5 en de Antonov An-124 hebben ook de mogelijkheid dat de neus omhoog geklapt kan worden zodat makkelijker zeer grote ladingen zoals tanks vervoerd kunnen worden.
Er bestaat ook nog een speciale categorie vrachtvliegtuigen: de Aero Spacelines Super Guppy en de Airbus A300-600ST Beluga. Beide zijn ontwikkeld om zeer grote vrachtstukken (zoals delen van vliegtuigrompen) te vervoeren.
Het grootste transportvliegtuig ter wereld was de Antonov An-225 uit Oekraïne. Bij een Russisch bombardement op 24 februari 2022 werd het toestel dusdanig beschadigd dat het waarschijnlijk niet meer te herstellen is.[5]