Astronautičko inženjerstvo je grana praktične znanosti koja se bavi projektiranjem, gradnjom i teorijama svemirskih letjelica. Često se naziva raketna znanost, astronautičko inženjerstvo je nevjerojatno složeno područje zrakoplovne industrije koje zahtijeva opsežnu obuku i duboko razumijevanje fizike, inženjerstva i svemira. Uz svu svoju složenost, moderno astronautičko inženjerstvo relativno je mlado područje, koje datira još od prvih letova svemirskih letjelica u 20. stoljeću.
Isaac Newton, veliki znanstvenik iz 17. stoljeća, prvi je teoretizirao matematiku potrebnu za let u svemir. Pisci fantastike poput Julesa Vernea popularizirali su i romantizirali ideju svemirskih letova, održavajući san o plovidbi do zvijezda čvrsto živim u ljudskim umovima. Međutim, tek kada je tehnologija sustigla maštu u 20. stoljeću, ovo područje nije postalo praktična disciplina. S razvojem svemirskih programa i velikom svemirskom utrkom sredinom stoljeća između Sovjetskog Saveza i Sjedinjenih Država, astronautički inženjering postao je predvodnik znanstvenih otkrića i inženjerskog dizajna.
Postoji mnogo različitih područja astronautičkog proučavanja, a svako se odnosi na praksu svemirskih letova. Pogon se bavi sustavima motora svemirskih letjelica, uključujući mogućnosti lansiranja. Astrodinamika se usredotočuje na razumijevanje putanje i orbitalnih obrazaca. Dizajn svemirske letjelice uključuje razumijevanje, projektiranje i implementaciju tijela i sustava letjelice. Kako bi izgradili upotrebljive svemirske letjelice, stručnjaci iz svake discipline moraju blisko surađivati kako bi dizajnirali i izgradili sveobuhvatno vozilo koje može preživjeti kažnjujuće svemirsko okruženje.
Mnogi poslovi u svijetu astronautičkog inženjerstva zahtijevaju diplome iz tog područja; kandidati obično imaju ili magisterij ili doktorat s naglaskom na područje svog interesa. Neki tehnički poslovi dostupni su i onima sa diplomom inženjera. Mogućnosti za posao za inženjere astronautike mogu biti u javnom ili privatnom sektoru; dok neke zemlje imaju aktivne svemirske programe koji zapošljavaju inženjere, mnoge rade za privatne izvođače koji grade rakete, projektile i druge svemirske letjelice.
Mnogi znanstvenici, uključujući i cijenjenog Stevena Hawkinga, vjeruju da budućnost ljudske rase ovisi prvenstveno o sposobnosti poboljšanja putovanja u svemir i pronalaženja drugih nastanjivih svjetova. Budući da je Suncu suđeno da na kraju ostane bez energije, poboljšanje aeronautičkog putovanja može biti ključ dugoročnog opstanka u svemiru. Astronautički inženjeri igraju glavnu ulogu u ovoj velikoj svemirskoj utrci, a svaki mali tehnološki korak dovodi ljudsku rasu potencijalno bliže dugom opstanku.