Inżynieria lotnicza i mechaniczna zajmują się projektowaniem maszyn do rozwiązywania praktycznych problemów związanych z ruchem. Dziedzina ta nabrała rozpędu podczas rewolucji przemysłowej i jest obecnie szeroko rozpowszechniona w całej ludzkiej cywilizacji. Korzystając z zasad fizyki, inżynier lotniczy lub mechanik może manipulować materiałami i energią, aby osiągnąć określone ludzkie cele, które wymagają systemów zmechanizowanych. Termin aerospace zazwyczaj odnosi się do zaprojektowanych samolotów, helikopterów i rakiet atmosferycznych, ale może również obejmować statki kosmiczne. Inżynieria lotnicza rozszerza techniki inżynierii mechanicznej na systemy, które wchodzą w interakcję z poruszającymi się płynami, takimi jak powietrze lub woda.
Wielu wynalazców od czasów starożytnych eksperymentowało z systemami mechanicznymi. Rewolucja przemysłowa, która wykazała najbardziej dramatyczne zmiany w XIX wieku, dała dziedzinie inżynierii mechanicznej solidniejsze podstawy. Wkrótce pojawiło się duże zapotrzebowanie na maszyny zdolne do pozyskiwania energii z węgla i ropy naftowej. Bracia Orville i Wilbur Wright, amerykańscy wynalazcy, są powszechnie uważani za pierwszych, którzy stworzyli funkcjonalny samolot w 19 roku. Od tego czasu dziedzina lotnictwa i inżynierii mechanicznej wywarła wielki wpływ na większość społeczeństw.
Inżynieria mechaniczna zajmuje się przede wszystkim zachowaniem materii i energii w codziennych warunkach. Opiera się na fizyce, ale jej celem jest rozwiązywanie praktycznych problemów, a nie odkrywanie praw natury. Inżynierowie mechanicy projektują przedmioty i narzędzia codziennego użytku, które mają pewną funkcję związaną z ruchem; samochody, wiertarki i maszyny fabryczne to tylko niektóre przykłady. Inżynieria lotnicza rozszerza praktykę inżynierii mechanicznej na nowe dziedziny.
Kiedy lotnictwo i inżynieria mechaniczna są ograniczone do działania w atmosferze ziemskiej, często używa się terminu inżynieria lotnicza. Inżynierowie lotnictwa projektują zarówno samoloty załogowe, jak i bezzałogowe. Załogowe samoloty i śmigłowce zazwyczaj wymagają bardzo wysokich standardów bezpieczeństwa, a bezpieczeństwo tych systemów wymaga znacznej pracy z zakresu inżynierii lotniczej. Bezzałogowe statki powietrzne — w tym pociski, drony wojskowe i balony pogodowe — mają często bardziej eksperymentalny charakter. Inżynierowie pracujący nad tymi systemami często wykorzystują wiedzę z zakresu lotnictwa i inżynierii mechanicznej, aby osiągnąć nowe cele w atmosferze.
Systemy załogowe i bezzałogowe, które działają poza atmosferą, są czasami uważane za należące do dziedziny lotnictwa i inżynierii mechanicznej. Innym razem te działania inżynieryjne nazywane są inżynierią astronautyczną. Inżynieria astronautyczna jest powiązana z inżynierią lotniczą, ponieważ wszystkie sztuczne obiekty w kosmosie przeszły przez atmosferę na rakietach. Podobnie wszystkie maszyny, które poleciały w kosmos i wróciły bezpiecznie na powierzchnię, musiały poruszać się w atmosferze jako samoloty. Inżynieria astronautyczna często dzieli wiele podstawowych elementów fizyki i technologii z inżynierią mechaniczną, mimo że środowiska, o których mowa, są bardzo różne.