O hidroavião é um avião equipado para utilizar uma superfície aquática como pista de pouso e decolagem. O hidroavião verdadeiro é um barco voador, com a própria fuselagem projetada para operar na água, mas a maioria dos aviões convencionais pequenos pode ser equipada com flutuadores, ao invés de rodas, e desta forma receberam a designação específica de hidroplanos.
O primeiro hidroavião foi projetado pelo francês Alphonse Penaut (1876), mas nunca foi construído. Outro francês, Henri Fabre, realizou o primeiro vôo de hidroavião em Martigues, França (1910), mas foi o projetista de aviões norte-americano Glenn Curtiss que pilotou o primeiro hidroavião prático em San Diego, EUA, e transportou o primeiro passageiro, ambos os feitos realizados em 1911. Nas décadas de 20 e 30, muitos países estavam construindo hidroaviões para uso civil e militar.
Na segunda metade dos anos 30 começou a era dos hidroaviões gigantes, iniciada pelo Dornier Do.X alemão, de 12 motores, que porém nunca chegou a entrar em serviço regular; o terreno foi dominado pelos enormes Sikorsky e Martin Clipper norte-americanos. Com o lançamento do Boeing 314 Clipper, em 1939, começou o transporte regular de passageiros unindo Europa e EUA.

Para projetar um hidroavião é necessário conhecer tanto aero como hidrodinâmica. Os fatores aerodinâmicos são semelhantes aos dos aviões comuns, a não ser pela preferência em manter tanto quanto possível as asas, o leme horizontal e o motor afastados dos respingos de água. O maior volume dianteiro do hidroavião obriga a uma maior área de leme de direção para garantir seu controle; o mecanismo de pouso necessita de atenções especiais, como flutualidade e estabilidade, resistência e leveza, além da sustentação hidrodinâmica com a menor quantidade possível de espelhamento de água.
A forma do casco deve ser projetada para que ele se desprenda rapidamente da água e passe a planar como uma lancha de corrida, até que seja atingida a velocidade de vôo. Assim, o fundo do casco é desenhado de forma a empurrar a água para baixo: tem forma de V aberto de braços retos ou, algumas vezes, ligeiramente côncavos, para abafar o respingar da água e melhorar a sustentação.

Os flutuadores aplicados aos aviões convencionais para transformá-los em hidroaviões são pouco mais que cascos estanques; sua eficiência é limitada pela necessidade de se conciliar a sustentação na água com a redução de peso e a aerodinâmica imprescindível para manter o avião em vôo. O mais comum é usar nessas aeronaves flutuadores gêmeos.
Embora não sejam comuns nos serviços de regulares de cargas e passageiros, nem por isso o número de hidroaviões tem decrescido no mundo. Eles desempenham tarefas importantes em regiões dotadas de muitos lagos e portos e com acesso terrestre limitado; esse é o caso dos países nórdicos, da Rússia e do Alasca. No Canadá são o único meio de transporte rápido possível para as regiões do norte, onde existem às centenas como táxis, cargueiros, ambulâncias e aviões-tanques no combate ao fogo florestal. 
