Es poden establir quatre modalitats esportives, que inclouen diferents disciplines: vol amb motor (aviació, vol acrobàtic, vol ultralleuger, aeromodelisme i vol de muntanya), vol lliure (ala delta, vol a vela, parapent i paramotor), paracaigudisme i aerostació. D’altra banda, també cal mencionar tres disciplines que tenen relació amb el medi aeri però que no es poden incloure estrictament dins la definició d’esport aeri. Es tracta dels estels, del vol virtual i de la construcció amateur.
Vol amb motor
El vol amb motor es practica amb una nau autopropulsada. L’aviació esportiva agrupa les operacions de vol realitzades amb avions convencionals, avionetes, hidroavions i, en alguna ocasió, helicòpters. Existeixen proves de velocitat, d’altura, raids, ral·lis i voltes aèries. El primer vol de la història fou realitzat pels germans Wright al desembre del 1903. El 1905 es creà la Federació Aèria Internacional, que regeix totes les especialitats d’esports aeris. El primer club d’aviació català fou l’Associació de Locomoció Aèria (1908), però el veritable impulsor de l’aviació catalana fou l’Aeroclub de Catalunya, fundat el 1916. Josep Canudas fou el màxim exponent i pioner d’aquesta especialitat. La Federació Aèria Catalana fou fundada l’any 1933, amb Josep Canudas de president. La primera edició de la Volta Aèria Catalana tingué lloc l’any 1955. Els tres clubs principals de Catalunya són l’Aeroclub Barcelona-Sabadell, l’Aeroclub de Reus i l’Aeroclub de Lleida.
El vol de muntanya és una disciplina de l’aviació de motor que es practica en un terreny muntanyós. Els practicants d’aquesta especialitat fan ús d’altiports i de pistes de muntanya. A Catalunya existeix l’Associació de Pilots de Muntanya d’Espanya (APME).
El vol ultralleuger és el realitzat amb avions d’estructura ultralleugera que no superen els 450 kg de pes (incloent-hi els ocupants). La seva estructura permet enlairar-se i aterrar tant dins com fora dels aeròdroms. Hi ha models individuals i models biplaça. Aquest tipus d’aviació tingué molta popularitat arreu del món durant les dècades de 1970 i de 1980. Diversos aeròdroms catalans acullen la pràctica d’aquesta especialitat, com els d’Alfés, Igualada-Òdena o Sant Fruitós de Bages.
El vol acrobàtic consisteix a executar una sèrie de maniobres i piruetes amb un avió acrobàtic. És un dels esports aeris més espectaculars. El Campionat del Món de vol acrobàtic s’inicià el 1960, en substitució del Trofeu Lockheed. Una de les competicions més destacades és la Red Bull Air Race World Series, que fou creada l’any 2003 i que organitzà una de les proves a Barcelona els anys 2006 i 2009. L’únic club català d’aquesta especialitat és l’Acrobàtic Club Barcelona-Sabadell.
L’aeromodelisme consisteix a construir i fer volar aeromodels. Hi ha diverses categories segons el tipus d’aeromodel i el tipus de motor. Les especialitats de competició segons la FAI són: vol lliure, vol circular, vol radiocontrolat, maquetes i models amb motor elèctric. Catalunya té nombrosos clubs d’aficionats i diversos campions d’Europa i del món d’algunes especialitats.
Vol lliure
Quan el desplaçament per l’aire s’efectua amb un planador, parlem de vol lliure. L’ala delta és un planador format per una vela triangular rígida de la qual penja un trapezi, on se situa el pilot lligat amb un arnès. El vol es realitza llançant-se des d’un lloc elevat. Otto Lilienthal fou el primer a realitzar vols amb ala delta l’any 1890. El 1963 John Dickenson adaptà l’ala de manera que fos lleugerament més flexible. L’ala delta es popularitzà durant la dècada de 1970, i el 1976 s’organitzà el primer Campionat del Món. L’edició del 1995 se celebrà a Àger. També a Àger s’organitzà el Campionat d’Europa l’any 2010. La majoria de clubs catalans d’ala delta es troben a les terres de Lleida.
El vol a vela es practica amb un veler. El veler és un planador en forma d’avió amb unes ales molt llargues, que s’enlaira arrossegat per un avió remolcador. Es considera que el creador d’aquesta disciplina fou Otto Lilienthal al final del segle XIX. Es començà a practicar a Alemanya durant la dècada de 1920. Fou un esport d’exhibició als Jocs Olímpics de Berlín (1936). El primer Campionat del Món s’organitzà a Alemanya l’any 1937, tot i que la segona edició no se celebrà fins l’any 1948 a Suïssa. A Catalunya els clubs pioners foren l’Aero Club de Barcelona i els Falciots de Palestra, aquest últim liderat per Marià Foyé. El 1966 es fundà el Club Vol a Vela Igualada, impulsat per Pablo Ayesta i Àngel Anglada.
El parapent és un planador format per una vela corba rectangular, de la qual el pilot es penja lligat amb un arnès. S’enlaira llançant-se des d’un lloc elevat. Diversos enginyers dissenyaren diferents prototips durant les dècades de 1950 i de 1960. El 1978 Jean-Claude Bétemps, André Bohn i Gérard Bosson realitzaren el primer vol d’un parapent modern. Els anys vuitanta l’equipació s’acabà de desenvolupar. L’any 1989 s’organitzà el primer Campionat del Món de parapent. El 2007 se’n celebrà una edició a Àger. A Catalunya hi ha nombrosos clubs de parapent.
El paramotor és una especialitat en què el pilot s’acobla a l’esquena un motor amb hèlix per a poder enlairar-se des d’un terreny pla i guanyar o perdre altura a voluntat. Fou desenvolupat a mitjan dècada de 1980. Molts dels clubs catalans que practiquen parapent també practiquen paramotor. L’únic que s’hi dedica en exclusiva és el Club Esportiu Paramotor Barcelona.
Paracaigudisme
Saltadors del Centre de Paracaigudisme Costa Brava en vol en formació
Skydive EmpuriaBrava / Babylon Freefly
Esport aeri practicat amb un paracaigudes que consisteix a llançar-se des d’un avió, evolucionar en l’aire en caiguda lliure fins a obrir el paracaigudes i acabar de manera controlada el descens. Algunes de les seves modalitats són l’aterratge de precisió, l’estil clàssic, l’estil lliure, el surf aeri, el vol en formació i el vol en formació amb campana. Originàriament fou desenvolupat per la indústria militar. Les primeres competicions esportives s’organitzaren durant la dècada de 1930, i l’any 1952 es convertí en un esport. El Centre de Paracaigudisme Costa Brava, a l’Aeròdrom d’Empuriabrava, és considerat un dels millors del món. Ha organitzat diversos Campionats del Món i d’Europa de diferents especialitats.
Aerostació
Esport aeri practicat amb un aeròstat, que inclou l’especialitat de globus aerostàtic de gas i de globus d’aire calent. Els germans Montgolfier foren els primers a aconseguir enlairar un globus al final del segle XVIII. La competició d’aerostació més antiga, encara activa, és la Copa Aeronàutica Gordon Bennett, creada l’any 1906 a París. El Campionat del Món de vol amb aire calent s’organitza des del 1973 i el de vol amb gas, des del 1976. S’han organitzat tres edicions dels Jocs Olímpics de l’Aire (1997, 2001, 2009). D’altra banda, Pere Vives fou el promotor de l’aerostació a Catalunya durant el segle XIX. El 1979 es fundà el Baló Club Mediterrani, primer club de globus de Catalunya. Des del 1997 s’organitza a Igualada l’European Balloon Festival, un dels festivals d’aerostació més importants d’Europa. El 1990 i el 2011 s’organitzà a Lleida el Campionat d’Europa d’aerostació.