Η αεροδιαστημική και η μηχανική ασχολούνται με το σχεδιασμό μηχανών για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων που αφορούν την κίνηση. Το πεδίο πήρε δυναμική κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής Επανάστασης και είναι πλέον διαδεδομένο σε όλο τον ανθρώπινο πολιτισμό. Χρησιμοποιώντας τις αρχές της φυσικής, ένας αεροδιαστημικός ή μηχανολόγος μηχανικός μπορεί να χειριστεί υλικά και ενέργεια για να επιτύχει ορισμένους ανθρώπινους στόχους που απαιτούν μηχανοποιημένα συστήματα. Ο όρος αεροδιαστημική συνήθως αναφέρεται σε σχεδιασμένα αεροπλάνα, ελικόπτερα και ατμοσφαιρικούς πυραύλους, αλλά μπορεί επίσης να περιλαμβάνει διαστημόπλοια. Η αεροδιαστημική μηχανική επεκτείνει τις τεχνικές της μηχανολογίας που περιλαμβάνει συστήματα που αλληλεπιδρούν με κινούμενα ρευστά, όπως ο αέρας ή το νερό.
Πολλοί εφευρέτες από την εποχή της κλασικής αρχαιότητας έχουν πειραματιστεί με μηχανικά συστήματα. Η Βιομηχανική Επανάσταση, η οποία παρουσίασε τις πιο δραματικές αλλαγές κατά τον 19ο αιώνα, έδωσε στον τομέα της μηχανολογίας μια πιο σταθερή βάση. Μηχανές ικανές να εξάγουν ενέργεια από άνθρακα και πετρέλαιο είχαν σύντομα μεγάλη ζήτηση. Οι αδελφοί Orville και Wilbur Wright, που ήταν Αμερικανοί εφευρέτες, θεωρούνται γενικά οι πρώτοι που δημιούργησαν ένα λειτουργικό αεροπλάνο το 1903. Από τότε, ο τομέας της αεροδιαστημικής και της μηχανολογίας είχε μεγάλη επιρροή στις περισσότερες κοινωνίες.
Η μηχανολογία ασχολείται κυρίως με τον τρόπο συμπεριφοράς της ύλης και της ενέργειας σε καθημερινές συνθήκες. Βασίζεται στη φυσική, αλλά ο στόχος του είναι να λύσει πρακτικά προβλήματα παρά να ανακαλύψει τους νόμους της φύσης. Μηχανολόγοι μηχανικοί σχεδιάζουν καθημερινά αντικείμενα και εργαλεία που έχουν κάποια λειτουργία που περιλαμβάνει κίνηση. αυτοκίνητα, τρυπάνια και εργοστασιακές μηχανές είναι μερικά παραδείγματα. Η αεροδιαστημική μηχανική επεκτείνει την πρακτική της μηχανικής μηχανικής σε νέους τομείς.
Όταν η αεροδιαστημική και η μηχανική μηχανική περιορίζεται στη λειτουργία εντός της ατμόσφαιρας της Γης, χρησιμοποιείται συχνά ο όρος αεροναυτική μηχανική. Οι αεροναυτικοί μηχανικοί σχεδιάζουν τόσο επανδρωμένα όσο και μη επανδρωμένα αεροσκάφη. Τα επανδρωμένα αεροπλάνα και τα ελικόπτερα απαιτούν συνήθως πολύ υψηλά πρότυπα ασφάλειας και απαιτείται μεγάλη εργασία αεροναυτικής μηχανικής για να γίνουν αυτά τα συστήματα ασφαλή. Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη – που περιλαμβάνουν πυραύλους, στρατιωτικά μη επανδρωμένα αεροσκάφη και αερόστατα – έχουν συχνά πιο πειραματικό χαρακτήρα. Οι μηχανικοί που εργάζονται σε αυτά τα συστήματα εφαρμόζουν συχνά τη γνώση της αεροδιαστημικής και της μηχανολογίας για την επίτευξη νέων στόχων στην ατμόσφαιρα.
Επανδρωμένα και μη επανδρωμένα συστήματα που λειτουργούν εκτός ατμόσφαιρας θεωρούνται μερικές φορές ότι βρίσκονται στον τομέα της αεροδιαστημικής και της μηχανολογίας. Άλλες φορές, αυτές οι μηχανικές δραστηριότητες ονομάζονται αστροναυτική μηχανική. Η αστροναυτική μηχανική σχετίζεται με την αεροναυτική μηχανική επειδή όλα τα τεχνητά αντικείμενα στο διάστημα περνούσαν από την ατμόσφαιρα με ρουκέτες. Ομοίως, όλα τα μηχανήματα που πήγαν στο διάστημα και επέστρεψαν με ασφάλεια στην επιφάνεια έπρεπε να πλοηγηθούν στην ατμόσφαιρα ως αεροσκάφος. Η αστροναυτική μηχανική συχνά μοιράζεται μεγάλο μέρος της υποκείμενης φυσικής και τεχνολογίας με τη μηχανολογία, παρόλο που τα εν λόγω περιβάλλοντα είναι πολύ διαφορετικά.