Basen blir brukt i NATO-trening, og det greske F-16-flyet styrtet kort tid etter avgang ved Albacete, sørøst i Spania.
– Det styrtet inn i området hvor andre fly sto parkert, sier en talsperson for Spanias forsvarsdepartement.
Ti personer omkom, og minst 21 ble skadet, åtte av dem alvorlig.
I kveld uttrykte NATO sin medfølelse med familiene til de etterlatte.
– Dette er en tragedie som påvirker hele NATO-familien. Jeg kondolerer de pårørende til dem som mistet livet, sier NATO-sjef Jens Stoltenberg.
Pilotene mistet livet
Blant dem som mistet livet, var begge de greske pilotene.
De andre åtte omkomne, var franskmenn, opplyser den spanske statsministeren Mariano Rajoy.
– De er også mange skadede. Ti av dem er franske, og elleve er italienske, sier Rajoy, ifølge Reuters.
Flyet deltok i en militærøvelse da det styrtet. Ifølge det spanske forsvaret mistet flyet plutselig motorkraften rett etter at det hadde lettet, og det styrtet ned på en oppstillingsplass der flere andre fly sto parkert.
Ingen nordmenn
Styrten førte til en kraftig brann, og brannmannskaper jobbet iherdig med å få slukket den.
Årsaken til ulykken er ennå ikke kjent.
Forsvarsdepartementet i Norge opplyser til NTB at det ikke befinner seg nordmenn på basen.