Japońskie Powietrzne Siły Samoobrony podzielone są na pięć głównych dowództw oraz kilka samodzielnych jednostek organizacyjnych. Największym i najbardziej rozbudowanym dowództwem jest Dowództwo Obrony Powietrznej, grupującej jednostki myśliwskie, rozpoznawcze, zwiadu elektronicznego, wczesnego ostrzegania i ratownicze. Transportem lotniczym, służbami meteorologicznymi i obsługi technicznej oraz nadzorem ruchu lotniczego zarządza Dowództwo Wsparcia Lotniczego. Jednostki szkolne oraz podoficerskie i techniczne szkoły lotnicze podlegają Dowództwu Szkolenia Lotniczego. Dowództwo Badań i Rozwoju Lotnictwa zajmuje się testowaniem uzbrojenia lotniczego, próbami w locie nowych samolotów i elementów ich wyposażenia, medycyną lotniczą i innymi badaniami. Kwatera Główna Dowództwa Zaplecza Lotniczego odpowiada za kwestie logistyki, w tym zakupy, magazynowanie i dystrybucja paliwa, uzbrojenia, części zamiennych i innego sprzętu niezbędnego do funkcjonowania.
Spośród pozostałych samodzielnych jednostek organizacyjnych do najważniejszych należą: Skrzydło Łączności i Systemów Lotniczych, Grupa Żandarmerii Lotniczej, Grupa Zabezpieczenia Lotnictwa, Centralna Grupa Baz Lotniczych, Centralna Orkiestra Lotnicza, Akademia Lotniczych Sił Samoobrony i Muzeum Lotniczych Sił Samoobrony.