日本空军的组织架构包括1个航空总队，3个航空方面队，1个航空混成团，以及6个战斗航空团。此外，还有6个防空导弹群、1个航空支援集团、1个航空教育集团，以及专门用于训练的2个训练航空团和3个飞行教育团。航空自卫队装备的飞机总数约1000架，其中包括186架F-15J战斗机、111架F-4EJ战斗机、73架F-1战斗机和60架F-2A/B战斗机。运输机方面，有90架，如C-130H、YS-11运输机和CH-47运输直升机。飞行员阵容强大，共有1800多人，战斗机飞行员平均飞行时间超过160小时。
在防空防御体系中，日本有6个防空导弹群，每个群下辖24个导弹队，装备120部引进美国技术的“爱国者”导弹发射装置。基地防空部队装备有81式近程导弹发射架、400余具“毒刺”和91式单兵导弹发射器，以及300多门20毫米“密集阵”高射炮。雷达警戒部队由28个警戒群和12个机动警戒队构成，确保空域的全面监控。
日本航空自卫队根据战略环境划分为北、中、西、西南四个防区，每个防区都有其特定的兵力部署。北部防区包括北海道和本州，拥有2个战斗航空团，40部“爱国者”导弹发射架，以及E-2C预警机和雷达设施。中部防区包括本州大部和四国部分地区，包括东京，拥有2个战斗航空团和12部雷达。西部防区涵盖本州西部、四国和九州，有2个战斗航空团和10部雷达。西南部防区则主要集中在冲绳地区，由于美军的存在，只部署1个飞行队，20部“爱国者”导弹发射架和雷达设施。
日本是美制F-15战机的海外主要用户，自1980年起，三菱重工开始组装F-15J和F-15DJ，预计总产量将达到224架。这显示了日本空军在现代化和国际合作上的投入和实力。
日本航空自卫队主要由航空兵、防空导弹及雷达警戒部队组成。日本航空自卫队是一支空中与空防力量合一的部队，规模不大，但武器装备精良，人员训练有素，是亚洲地区少数装备F-15型战斗机的国家之一，其空中截击能力仅次于美国和以色列，并堪称是亚洲地区信息化程度首屈一指的空中力量。自卫队现有4.55万人，370架作战飞机，编成7个航空兵联队。地面防空部队共有4个联队，拥有发射装置120部，装备17个"爱国者"地空导弹部队。