Ένας αεροναυτικός μηχανικός επιβλέπει την έρευνα και την ανάπτυξη διαφόρων τύπων αεροσκαφών. Συνεργάζεται με προηγμένο λογισμικό υπολογιστών για να σχεδιάσει νέες χειροτεχνίες, να δημιουργήσει λεπτομερή σχήματα και να πραγματοποιήσει προσομοιωμένες δοκιμές. Ο μηχανικός εποπτεύει επίσης τους εργαζόμενους καθώς κατασκευάζουν πρωτότυπα και μοντέλα, διασφαλίζοντας ότι όλα τα στοιχεία κατασκευάζονται ακριβώς σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Οι αεροναυτικοί μηχανικοί εργάζονται σε πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων στρατιωτικών υπηρεσιών, κυβερνητικών αεροπορικών και διαστημικών προγραμμάτων και ιδιωτικών εργοστασίων κατασκευής αεροσκαφών.
Πολλοί αεροναυτικοί μηχανικοί εξειδικεύονται δουλεύοντας με έναν συγκεκριμένο τύπο αεροσκάφους ή ένα συγκεκριμένο εσωτερικό σύστημα. Ορισμένοι επαγγελματίες σχεδιάζουν εμπορικά αεροσκάφη, ενώ άλλοι σχεδιάζουν σχέδια για νέα ελικόπτερα και επιβατικά αεροσκάφη. Ένας στρατιωτικός αεροναυτικός μηχανικός μπορεί να αναπτύξει επανδρωμένα ή μη επανδρωμένα αεροσκάφη σχεδιασμένα για μάχες, ειδικές επιχειρήσεις ή αποστολές ανάκτησης. Όλοι οι τύποι αεροσκαφών αποτελούνται από πολύπλοκα ηλεκτρικά και μηχανικά συστήματα και είναι σύνηθες για έναν μηχανικό να εργάζεται αποκλειστικά με κινητήρες, πίνακες πλοήγησης ή συστήματα πρόωσης.
Ένας αεροναυτικός μηχανικός που είναι υπεύθυνος για την ανάπτυξη ενός νέου σκάφους αρχίζει γενικά τη διαδικασία ερευνώντας υπάρχουσες βιοτεχνίες και τεχνολογίες. Προσδιορίζει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά για ενσωμάτωση στο νέο σχέδιο και αναλύει περιοχές που μπορούν να βελτιωθούν. Ο μηχανικός βασίζεται στις εξειδικευμένες γνώσεις του στη φυσική για να επεξεργαστεί κάθε μικρή λεπτομέρεια ενός σχεδίου. Τα προγράμματα υπολογιστών βοηθούν τον αεροναυτικό μηχανικό να σχεδιάσει σχέδια και να δοκιμάσει το σχέδιο υπό προσομοιωμένες συνθήκες.
Μόλις ο μηχανικός είναι σίγουρος για τα σχέδια, μπορεί να ξεκινήσει η φάση κατασκευής του πρωτοτύπου. Αυτός ή αυτή επιβλέπει άλλους μηχανικούς εμπειρογνώμονες καθώς κατασκευάζουν το νέο σκάφος. Ένα ολοκληρωμένο πρωτότυπο υποβάλλεται σε αυστηρές δοκιμές εδάφους σε αεροδυναμικές σήραγγες και άλλες προσομοιωμένες συνθήκες. Εάν ένα συγκεκριμένο τμήμα ή σύστημα αποτύχει, ο μηχανικός αναλύει τι πήγε στραβά και τι πρέπει να κάνει για να διορθώσει την κατάσταση. Ένα επιτυχημένο πρωτότυπο μπορεί να χειριστεί πιλοτικά σε μια πραγματική πτήση για να συλλέξει επιπλέον δεδομένα. Ο μηχανικός τυπικά δημιουργεί λεπτομερείς αναφορές σχετικά με τις δοκιμαστικές πτήσεις και παίρνει την τελική απόφαση να ξεκινήσει η μαζική παραγωγή του σκάφους.
Ένα άτομο που θέλει να γίνει αεροναυτικός μηχανικός πρέπει συνήθως να αποκτήσει ανώτερο πτυχίο στην ειδικότητα. Οι μαθητές μηχανικής αναπτύσσουν τις δεξιότητες και τις γνώσεις που χρειάζονται σε μαθήματα προηγμένης φυσικής, μαθηματικών, πληροφορικής και χημείας. Οι περισσότεροι νέοι εργαζόμενοι ξεκινούν την καριέρα τους ως μηχανικοί ή κατώτεροι μηχανικοί σε εγκαταστάσεις κατασκευής αεροσκαφών. Με εμπειρία και συνεχή εκπαίδευση, ένας αεροναυτικός μηχανικός μπορεί να κερδίσει το δικαίωμα να ξεκινήσει τη διεξαγωγή ανεξάρτητης έρευνας και να καθοδηγήσει ομάδες επαγγελματιών σε πρωτότυπα έργα.