Puhallinorkesteri, joka tunnetaan myös yleisesti muilla termeillä, kuten puhallinorkesteri, puhallinsinfonia tai puhallinyhtye, on eräänlainen esiintyvä musiikkiyhtye, jonka soittimet rajoittuvat yleensä puupuhaltimien, puhallinsoittimien ja lyömäsoittimien perheisiin. Näiden luokkien ulkopuolisia soittimia, kuten näppäimistö- ja kielisoittimia, käytetään myös joskus, vaikka ne ovat paljon harvinaisempia. Puhallinorkesterit soittavat yleensä sekä sävellyksiä, jotka on luotu puhallinorkesterin mielessä, että versioita klassisesta musiikista tai suosittuja kappaleita, jotka on sovitettu puhallinorkesterin instrumentteihin.
Puhallinorkestereissa on yleensä näkyvästi puupuhallinsoittimia, kuten huiluja, klarinetteja ja obooja, sekä vaskisoittimia, kuten trumpetteja, pasuunoita ja tuboja. Orkesterilla voi olla suuri lyömäsoitinosio, jossa käytetään erilaisia rumpuja, symbaaleja ja soitettuja lyömäsoittimia, kuten ksylofonia. Puhallinorkesterin tarkka koko ja soittimet voivat vaihdella huomattavasti, joten monissa tapauksissa yksi instrumentti voi korvata toisen, jota vaaditaan alkuperäisessä kokoonpanossa, mutta joka ei kuulu orkesteriin.
Puhallinorkesterin juuret ovat suurelta osin sotilasmusiikissa. Rummujen ja sarvien käyttäminen signaalien nopeaan lähettämiseen, sotilaiden innostamiseen taistelussa tai niiden liikkumisen tasaiseen tahtiin marssin aikana on ikivanha käytäntö, joka ulottuu tuhansien vuosien taakse. Eurooppalainen taistelumusiikki kehittyi vuosisatojen kuluessa yhdistelmästä Euroopan alkuperäisistä perinteistä ja kulttuurien vaikutuksesta, joiden kanssa Euroopan vallat olivat usein ristiriidassa, erityisesti ottomaanien valtakunnan kanssa. 1700 -luvulle mennessä monet sotilasbändit olivat alkaneet esiintyä kuninkaille ja aatelisille käytännöllisempien tehtäviensä lisäksi, ja niistä tuli yhä suositumpia juhlatilaisuuksissa.
Vuonna 1952 yhdysvaltalainen kapellimestari Frederick Fennell perusti Eastmanin puhallinyhdistelmän Eastman School of Musicissa Rochesterissa, New Yorkissa, ja alkoi popularisoida ajatusta puhallinyhtyeistä siviilimusiikin muotona ja soittaa sävellyksiä, jotka on tarkoitettu erityisesti puhallinorkesterin esityksiin sotilaallisen sijasta marsseja tai sovituksia musiikista, jotka on alun perin sävelletty täyteen sinfoniaan. 20 -luvun puolivälistä lähtien erityisesti puhallinorkesterille kirjoitetun musiikin määrä on kasvanut valtavasti, vaikka ammattimaiset puhallinyhtyeet ovat edelleen paljon harvinaisempia kuin sinfoniaorkesterit. Tunnetuimpia puhallinorkestereita ovat Dallas Wind Symphony Texasissa ja Tokyo Kosei Wind Orchestra Japanissa.