Η αεροναυτική μηχανική, που αναφέρεται επίσης ως αεροναυτική μηχανική και αεροδιαστημική μηχανική, ασχολείται κυρίως με την τεχνολογική ανάπτυξη που σχετίζεται με την αεροπορία, την άμυνα και την εξερεύνηση του διαστήματος. Συμμετέχει ειδικά στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη δοκιμή αεροσκαφών, καθώς και στη συντήρηση και τις επιχειρήσεις στρατιωτικών ή εμπορικών αεροσκαφών, δορυφόρων και διαστημικών σκαφών. Υπάρχουν γενικά δύο κλάδοι της αεροναυτικής μηχανικής – η αστροναυτική και η αεροναυτική μηχανική. Η αστροναυτική μηχανική αφορά κυρίως την τεχνολογία πτήσης που χρησιμοποιείται στο διάστημα. Η αεροναυτική μηχανική ασχολείται αποκλειστικά με αυτά που χρησιμοποιούνται στην ατμόσφαιρα της Γης.
Υπάρχουν πολλά στοιχεία της αεροναυτικής μηχανικής. Μεταξύ αυτών είναι η πρόωση, η αεροδυναμική, η αεροηλεκτρονική και ο έλεγχος θορύβου. Ως πρόωση ορίζεται η δύναμη που επιτρέπει σε ένα αεροπλάνο να κινείται στον αέρα. Χρησιμοποιεί το σχεδιασμό του αεροσκάφους και την εφαρμογή του κινητήρα για να κρατήσει το αεροσκάφος σε κίνηση κατά τη διάρκεια της πτήσης του. Οι αεροδυναμικοί ειδικοί μελετούν την αλληλεπίδραση μεταξύ του αέρα και του κινούμενου αντικειμένου. Αυτή η πτυχή δίνει ιδιαίτερη έμφαση στο σχεδιασμό των φτερών ή των αεροτομών αεροσκαφών.
Οι ειδικοί αερομεταφορών ασχολούνται ιδιαίτερα με το πρόγραμμα και το σχεδιασμό συστημάτων υπολογιστών στο εσωτερικό του αεροσκάφους. Οι μηχανικοί ελέγχου θορύβου συνήθως μελετούν τον μηχανισμό θορύβου ή μεταφοράς ήχου. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο της αεροναυπηγικής μηχανικής είναι η πτητική δοκιμή. Αυτοί οι μηχανικοί συχνά εμπλέκονται στην εκτέλεση δοκιμών πτήσης προκειμένου να εκτιμήσουν την απόδοση, το σχεδιασμό και άλλες απαιτήσεις πιστοποίησης ενός αεροσκάφους.
Οι περισσότεροι επαγγελματίες αεροναυτικής μηχανικής έχουν εκπαιδευτεί για την ανάπτυξη του διαφόρου εξοπλισμού στο αεροσκάφος. Αυτά περιλαμβάνουν διαφορετικά ηλεκτρονικά χειριστήρια που παρέχουν πληροφορίες για στοιχεία όπως το κλίμα, την πίεση του αέρα, τη διάταξη των καθισμάτων και τα εργαλεία προσγείωσης. Οι δουλειές τους συχνά τους χρειάζονται για να είναι πνευματικά σε εγρήγορση, σε φυσική κατάσταση και να έχουν εξαιρετικό μάτι για λεπτομέρειες. Συνήθως βρίσκονται υπό τη διεύθυνση άλλων ανώτερων μηχανικών αεροναυτικής. Πολλοί επιτυχημένοι αεροναυτικοί μηχανικοί έχουν αναπτύξει τις τεχνικές, χειρωνακτικές και μηχανικές δεξιότητες που είναι απαραίτητες για την πρόοδο της σταδιοδρομίας τους.
Ένας απόφοιτος προγράμματος αεροναυτικής μηχανικής αναμένεται να έχει τις βασικές γνώσεις σε διάφορους τομείς της αεροναυτικής μηχανικής. Μπορεί, ωστόσο, να ακολουθήσει μεταπτυχιακό ή διδακτορικό τίτλο σε συγκεκριμένο τομέα σπουδών. Παραδείγματα αυτών των ειδικοτήτων είναι τα όργανα και οι επικοινωνίες, τα δομικά σχέδια και τα συστήματα πλοήγησης και ελέγχου. Ορισμένοι απόφοιτοι μπορούν επίσης να εργαστούν σε ένα συγκεκριμένο σχέδιο προϊόντων, όπως επιβατικά αεροσκάφη, ρουκέτες, ελικόπτερα ή στρατιωτικά αεροσκάφη.
Υπάρχουν πολλά πανεπιστήμια που προσφέρουν το μάθημα σε ειδικευμένα άτομα. Ένα άτομο που αποφοίτησε με πτυχίο αεροναυτικής μηχανικής ονομάζεται συνήθως αεροναυτικός μηχανικός. Αυτό θεωρείται επίσης μια καριέρα με υψηλές αμοιβές με πολλά οφέλη.