Piloterna kunde räddas efter att ha skjutit ut sig från sitt skadade flygplan, men en av dem fick lindriga skador.
Incidenten inträffade när USA genomförde flygräder mot Houthi-rebeller i Jemen.
Det var kryssaren USS Gettysburg, en del av hangarfartygsgruppen USS Harry S Truman, som "av misstag" sköt ned ett F/A-18-flygplan, enligt Centcom.
En utredning pågår för att fastställa omständigheterna.
"USS Gettysburg, som är en del av USS Harry S Truman Carrier Strike Group, avfyrade av misstag och träffade F/A-18," bekräftade Centcom i ett uttalande.
Röda havet har blivit allt farligare i samband med ökade attacker från Houthi-rebeller.
De iranstödda rebellerna har riktat in sig på både handels- och militära fartyg, vilket har resulterat i flera incidenter.
Piloterna tillhörde "Red Rippers" från flygbasen Naval Air Station Oceana i Virginia.
Houthierna hävdar att deras attacker syftar till att stoppa Israels krig mot Hamas i Gaza. USA och flera länder har å sin sida ingripit på Israels sida för att stoppa rebellernas verksamhet.
