Związek operacyjny – wielostopniowa jednostka organizacyjna i operacyjna wojska występująca we wszystkich rodzajach sił zbrojnych, przeznaczona do prowadzenia operacji na konkretnym teatrze działań wojennych.
Zalicza się do niego: front (grupę armii), składający się zazwyczaj z kilku ogólnowojskowych armii, armii lotniczej oraz związków taktycznych, oddziałów i pododdziałów różnych rodzajów wojsk; armię obejmującą kilka związków taktycznych oraz jednostki rodzajów wojsk flotę składającą się ze związków taktycznych nawodnych i podwodnych okrętów okręgi wojskowe, korpusy obrony przeciwlotniczej kraju i inne Związek operacyjny może mieć różny skład organizacyjny. Jest on ustalany w zależności od charakteru wykonywanego zadania, możliwości przeciwnika i innych czynników.
Zasadniczą różnicą między związkiem taktycznym a związkiem operacyjnym jest pełna swoboda zmiany składu związku operacyjnego przy niezmienności składu związku taktycznego. Czyli dywizja jest przenoszona ze składu jednej armii do drugiej w zależności od bieżących potrzeb, ale tylko w całości, unika się przenoszenia jedynie części dywizji.