Händelsen inträffade omkring klockan 14 på torsdagen, enligt USA:s regionala militärkommando Centcom, som ansvarar för amerikanska operationer i Mellanöstern.
Flygplanet var av typen KC-135, ett tankflygplan som används för att fylla på bränsle i andra militärflygplan under flygning.
Enligt Centcom omkom samtliga sex besättningsmedlemmar i kraschen. Namnen offentliggörs inte förrän anhöriga har underrättats.
Den amerikanska militären uppger samtidigt att det rör sig om en olycka som inte ska ha orsakats av någon attack.
Vad som orsakade kraschen utreds nu, uppger Centcom.
Ett nätverk av Iranstödda miliser i Irak, som kallar sig Islamiska motståndet i Irak, har samtidigt tagit på sig ansvaret för att ha skjutit ned planet. Gruppen har dock tidigare gjort falska anspråk på attacker i samband med kriget, enligt Sky News.
Det amerikanska flygvapnet har använt KC-135-planet i över 60 år. Modellen började tillverkas av Boeing under 1950- och början av 1960-talet och används fortfarande för att möjliggöra långdistansuppdrag för stridsflyg.
Sedan kriget mellan USA, Israel och Iran trappades upp den 28 februari har flera amerikanska soldater dödats i regionen. Med besättningen från det kraschade planet uppgår antalet till 13.





