Un objet volant non identifié (souvent abrégé OVNI, calque de l'anglais américain UFO qui signifie unidentified flying object) est un phénomène aérien qu'un ou plusieurs témoins affirment avoir observé sans avoir pu l'identifier, ou encore une trace qui peut avoir été enregistrée par différents types de capteurs (caméra vidéo, appareil photo, radar, etc.) mais dont on ne connaît ni l'origine ni la nature exacte ou que l'absence ou l'insuffisance d'investigation ne permet pas d'identifier correctement. Dans la majorité des cas, ces observations et témoignages, quand ils ne relèvent pas du canular, sont le fruit d'une méprise avec un objet aérien connu (avion, ballon sonde, rentrée atmosphérique, etc.). Il arrive que l'on continue à parler d'ovni alors même que le phénomène à l'origine de l'observation a été déterminé et expliqué ,ce qui incite la communauté scientifique à parler d'inexistence d'ovnis, le petit nombre de cas restant inexpliqué appartenant pour elle à la longue liste de méprises , canulars ou hallucinations. Pour la communauté des partisans, il resterait quelque chose d'original dans le petit pourcentage de cas inexpliqué.
Les personnes étudiant ces phénomènes se sont appelées ufologues ; l'équivalent en français, ovniologue, est moins souvent employé. L'ufologie (ou ovniologie) est donc l'étude des ufos ou ovnis. En France, le GEIPAN parle plutôt de phénomène aérospatial non identifié (PAN), le terme de « phénomène » étant dans la majorité des cas plus approprié que celui d'« objet », même si le terme n'est pas utilisé dans la littérature scientifique par d'autres chercheurs.
Dans la culture populaire, le terme ovni s'utilise généralement pour désigner n'importe quel véhicule spatial extraterrestre supposé, mais « soucoupe volante » est aussi régulièrement employé. Par extension, le terme ovni sert à désigner de manière humoristique un personnage ou un objet qui semble surgir de nulle part et qui n'a généralement pas d'avenir.