Η αεροναυτική επιστήμη είναι το συλλογικό όνομα για τις διάφορες επιστήμες που εμπλέκονται στη δημιουργία και λειτουργία αεροσκαφών. Η ίδια η λέξη «αεροναυτική» σημαίνει «πλοήγηση στον αέρα». Η αεροναυτική επιστήμη προέρχεται από τη ναυτική επιστήμη, την επιστήμη των θαλάσσιων σκαφών και μπορεί να διακριθεί από την αστροναυτική επιστήμη, η οποία ασχολείται με τα διαστημόπλοια. Με σπάνιες εξαιρέσεις, τα αεροναυτικά οχήματα έχουν σχεδιαστεί μόνο για ταξίδια στην ατμόσφαιρα της Γης. Παρόλο που τα αεροπλάνα είναι τα πιο κοινά τέτοια οχήματα, οι αεροναυτικές συσκευές μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν ανεμόπτερα, φουσκωτά, μπαλόνια ζεστού αέρα, ακόμη και χαρταετούς.
Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει τις αρχές της αεροναυτικής για αιώνες. Ο Λεονάρντο Ντα Βίντσι σχεδίασε περίφημα ιπτάμενες μηχανές στη δεκαετία του 1500, αλλά η αεροναυτική επιστήμη τότε ήταν τόσο άσχημα κατανοητή, ακόμη και από τον ντα Βίντσι, που αυτά τα σκάφη ήταν ανίκανα να πετάξουν. Μόλις τη δεκαετία του 1800 ο Βρετανός επιστήμονας Sir George Cayley προσδιόρισε τις αρχές του βάρους, της έλξης, της άρσης και της ώσης. τα δύο πρώτα πρέπει να ξεπεραστούν από τα δύο τελευταία για να επιτευχθεί ανύψωση ενός αεροσκάφους. Ο Cayley κατασκεύασε και δοκίμασε τα πρώτα ανεμόπτερα στα μέσα του 19ου αιώνα, με σχέδια παρόμοια με τα σύγχρονα αεροπλάνα.
Πολύ νωρίτερα, όμως, οι αεροναυτικοί πρωτοπόροι πειραματίστηκαν με συσκευές ελαφρύτερες από τον αέρα για να πετύχουν ανθρώπινη πτήση. Αυτοί οι επιστήμονες κατάλαβαν ότι ορισμένα αέρια είναι ελαφρύτερα από τον αέρα, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του αέρα όταν θερμαίνεται, και φυσικά θα ανέβουν στην ατμόσφαιρα. Εάν περιέχεται αρκετό τέτοιο αέριο, μπορεί να σηκώσει αντικείμενα και ακόμη και ανθρώπους.
Οι αδελφοί Montgolfier της Γαλλίας, Joseph-Michel και Jacques-ientienne, το απέδειξαν με την περίφημη πτήση τους με αερόστατο 1783. Αυτή η πτήση προηγήθηκε των πειραμάτων του Κέιλι κατά 70 χρόνια και το αεροπλάνο των αδελφών Όρβιλ και Γουίλμπουρ Ράιτ περισσότερο από έναν αιώνα. Την επόμενη χρονιά, ο Jean-Pierre Blanchard πρόσθεσε μια προπέλα σε ένα μπαλόνι, δημιουργώντας ουσιαστικά το πρώτο αερόπλοιο ή blimp.
Στον αιώνα μετά την πτήση των αδελφών Ράιτ το 1903, η αεροναυτική επιστήμη προχώρησε γρήγορα καθώς τα αεροσκάφη προσαρμόστηκαν για χρήση σε πολέμους, εμπόριο, μεταφορές και αθλητισμό. Αυτές οι έντονες χρήσεις απαιτούσαν πρόοδο στην ασφάλεια, την πλοήγηση, τη μηχανική και τα υλικά. Οι αεροναυτικοί επιστήμονες σύντομα έπρεπε να κατακτήσουν την κατανόηση μιας ευρείας ποικιλίας επιστημών, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρονικών, της αεροδυναμικής, της μεταλλουργίας και του λογισμού. Στη σύγχρονη εποχή, η δημιουργία ακόμη και απλών αεροσκαφών απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και προσωπικό με προηγμένη εκπαίδευση.
Η αεροναυτική επιστήμη είναι η βάση της βιομηχανίας εμπορικών αεροσκαφών, μια επιχείρηση που αποφέρει περισσότερα από 400 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ ετησίως. Οι αρχές του πληροφόρησαν επίσης την ανάπτυξη της εξερεύνησης του διαστήματος. οι δύο επιστήμες συλλογικά είναι γνωστές ως αεροδιαστημική μηχανική. Οι εξελίξεις στην αεροναυπηγική βρίσκουν συχνά εφαρμογή στην καθημερινή ζωή, συμπεριλαμβανομένων κοσμικών αντικειμένων όπως κουτιά με χυμούς και συνδετήρες παπουτσιών Velcro. Η αεροναυτική επηρεάζει έτσι μεγάλο μέρος της ανθρώπινης ζωής, από τις σύγχρονες ανέσεις μέχρι την εξερεύνηση της Γης και όχι μόνο.