Theo Luật hàng không quốc tế, vùng trời quốc tế là khoảng không gian bao trùm lên biển cả, châu Nam cực và nằm ngoài đường biên giới quốc gia trên biển của từng quốc gia. Trong vùng trời quốc tế, các phương tiện bay có quyền tự do bay mà không cần phải xin phép bất kỳ chủ thể nào của luật quốc tế, đồng thời tất cả các phương tiện bay chỉ thuộc thẩm quyền tài phán của quốc gia đăng tịch phương tiện bay.
Tuy nhiên, quyền tự do bay trong không phận quốc tế không phải là tuyệt đối. Trong thời gian bay ở không phận này, các phương tiện bay phải chấp hành nghiêm chỉnh và tuần thù các quy định trong điều ước quốc tế về hàng không và trong các văn bản hàng không của ICAO mà không có một ngoại lệ bất kỳ nào.
Đối với vùng trời bao trùm lên vùng đặc quyền kinh tế, các phương tiện bay nước ngoài vẫn có quyền tự do bay. Công ước luật biển 1982 đã khẳng định quyền tự do bay có tính truyền thống trong vùng trời trên vùng đặc quyền kinh tế. Việc hình thành vùng đặc quyền kinh tế rộng không quá 200 hải lý theo Công ước này không có ảnh hưởng tới quyền tự do bay nói trên. Tuy nhiên, trong thực tiễn quốc tế, nhiều quốc gia đã thiết lập vùng an ninh hàng không có chiều rộng 200 – 300 hải lý nhằm mục đích kiểm soát các chuyến bay hàng không, đảm bảo an ninh quốc gia như Hoa Kỳ, Tây Ban Nha, Italia, Pháp, Nhật Bản, Philipin, Hàn Quốc… Các nước thiết lập vùng an ninh hàng không yêu cầu các phương tiện bay phải thông báo các thông tin, dữ liệu cần thiết và hướng bay của mình trong thời gian đang hoạt động ở vùng an ninh hàng không nói trên.