يختص هذا المجال الهندسي بتصميم المركبات والطائرات وتطويرهما، وعند الحديث عنه نقصد غالباً نوعين؛ الأول: هندسة طيران الغِلاف الجوي التي تُسمَّى بالإنجليزية “Aeronautical engineering”، وتهتم بتصميم المركبات التي تطير في حدود الغِلاف الجوي للأرض، كالهليكوبتر والطائرات السياحية، والثاني: هندسة الملاحة الفضائية التي تُسمَّى بالإنجليزية “Astronautical engineering”، وتهتم بتصميم المركبات التي تنطلق نحو الفضاء الخارجي. ويتطلب العمل في هذا المجال معرفة مجالات هندسية أخرى؛ كهندسة علوم المواد، وهندسة الموائع، وهندسة إلكترونيات الطيران والدفع النفاث، وغيرها.