Zrakoplovno i strojarsko inženjerstvo bave se projektiranjem strojeva za rješavanje praktičnih problema koji uključuju kretanje. Područje je dobilo zamah tijekom industrijske revolucije i danas je rašireno u cijeloj ljudskoj civilizaciji. Koristeći principe fizike, zrakoplovni ili strojarski inženjer može manipulirati materijalima i energijom kako bi postigao određene ljudske ciljeve koji zahtijevaju mehanizirane sustave. Pojam aerospace obično se odnosi na dizajnirane zrakoplove, helikoptere i atmosferske rakete, ali može uključivati i svemirske letjelice. Zrakoplovno inženjerstvo proširuje tehnike strojarstva na sustave koji su u interakciji s pokretnim tekućinama, poput zraka ili vode.
Brojni izumitelji od vremena klasične antike eksperimentirali su s mehaničkim sustavima. Industrijska revolucija, koja je pokazala najdramatičnije promjene tijekom 19. stoljeća, dala je području strojarstva čvršću osnovu. Strojevi sposobni za vađenje energije iz ugljena i nafte ubrzo su bili u velikoj potražnji. Braća Orville i Wilbur Wright, koji su bili američki izumitelji, općenito se smatraju prvima koji su 1903. godine stvorili funkcionalni zrakoplov. Od tada je područje zrakoplovstva i strojarstva imalo veliki utjecaj u većini društava.
Strojarstvo se prvenstveno bavi načinom na koji se materija i energija ponašaju u svakodnevnim okruženjima. Temelji se na fizici, ali mu je cilj riješiti praktične probleme, a ne otkriti zakone prirode. Inženjeri strojarstva dizajniraju svakodnevne predmete i alate koji imaju neku funkciju koja uključuje kretanje; automobili, bušilice i tvornički strojevi su neki od primjera. Zrakoplovno inženjerstvo proširuje praksu strojarstva na nove domene.
Kada je zrakoplovno i strojarsko inženjerstvo ograničeno na rad unutar Zemljine atmosfere, često se koristi izraz zrakoplovno inženjerstvo. Aeronautički inženjeri dizajniraju i zrakoplove s posadom i bez posade. Zrakoplovi i helikopteri s ljudskom posadom obično zahtijevaju vrlo visoke sigurnosne standarde, a potreban je i veliki dio zrakoplovnog inženjeringa kako bi ti sustavi bili sigurni. Bespilotne letjelice – koje uključuju projektile, vojne dronove i meteorološke balone – često su više eksperimentalne prirode. Inženjeri koji rade na tim sustavima često primjenjuju znanja iz zrakoplovstva i strojarstva kako bi postigli nove ciljeve u atmosferi.
Sustavi s posadom i bez posade koji djeluju izvan atmosfere ponekad se smatraju unutar područja zrakoplovnog i strojarskog inženjerstva. U drugim slučajevima, te se inženjerske aktivnosti nazivaju astronautičkim inženjeringom. Astronautika je vezana uz aeronautičko inženjerstvo jer su svi umjetni objekti u svemiru prošli kroz atmosferu na raketama. Isto tako, svi strojevi koji su otišli u svemir i sigurno se vratili na površinu morali su se kretati kroz atmosferu kao zrakoplovi. Astronautički inženjering često dijeli velik dio temeljne fizike i tehnologije s strojarstvom, iako su okruženja u pitanju vrlo različita.