清华大学航空学科的发展可以追溯到上世纪30年代，在机械工程系下设航空研究所，1938年成立航空系，它培养了一大批优秀人才，为我国航空学科的创建和航空科技的发展做出了重要贡献。在50年代初高校院系调整中，根据国家的统一安排，航空系迁出清华大学，参与组建北京航空学院。50年代末，为了发展以“两弹一星”为代表的国防高技术，清华大学又先后成立了工程力学数学系和自动控制系，开展相关的科学研究和人才培养。改革开放后，清华大学在有关部门的支持下设立了航天基金，鼓励教师进行有关航天航空领域的科研工作。
从上世纪90年代开始，在创建世界一流大学的进程中，根据国家发展的战略需求和世界科技发展的趋势，清华大学明确提出了积极参与国防科研、发展航天航空学科的目标，并抓住“985计划”的良好契机，在“985”一期建设中对该领域研究进行了高强度投资。1998年，学校成立了跨院系的宇航技术研究中心，“航天清华一号”微小卫星和“纳星一号”已分别于2000年和2004年发射成功。
在人才培养方面，我院先后开办了飞行器设计与工程、工程力学与航天航空工程等专业，开设了“航天航空与新军事变革”等课程，并通过国防生、定向生等方式培养高层次、高素质的专业人才。为适应我国对航天航空领域高素质人才培养和战略高技术发展的迫切需求，进一步集成并发挥我校多学科综合优势，以整体性、高水平的航天航空科学技术研究为结合点，全面带动各相关学科的建设和发展，经过长期酝酿和精心筹备，2004年5月18日，清华大学航天航空学院（School of Aerospace, Tsinghua University）正式成立。
学院在航天航空方面注重与国内外的著名航空航天院校、研究所建立长期、良好的合作关系，在学院成立之前的2003年，清华大学就与中国一航签订在科研合作和人才培养方面的协议。同年，美国通用电气公司（GE）发动机公司在清华大学设立喷气推进联合研究中心。2005年，清华大学－沈阳飞机设计研究所联合研究中心成立。
目前航天航空学院下设航空宇航工程系、工程力学系和航空技术研究中心，宇航技术研究中心保持跨学科特色，挂靠航天航空学院。航空宇航工程系下设5个研究所，分别为工程动力学研究所、飞行器设计研究所、推进与动力技术研究所、人机与环境工程研究所和空天信息技术研究所；工程力学系下设4个研究所，分别为固体力学研究所、流体力学研究所、工程热物理研究所和生物力学与医学工程研究所。
2、专业设置与人才培养
为国家培养高层次高水平的科技人才是学院的重要目标。自2003年起，校学术委员会同意工程力学系的本科生培养计划改为“工程力学与航天航空工程”，并在同年获得国务院学位委员会批准。学院现有约360名本科生，约380名研究生（180名博士生和200名硕士生），每年从国内外招收90名本科新生。2005年开设的航天员工程硕士研究生班，将为中国载人航天事业做出重要贡献。
力学和热科学是现代科学技术中历史悠久、发展迅速，应用广泛的专业，具有技术科学类的特点，其专业知识结构是许多产业和各类工程学科的理论和技术基础，是造就可纵览技术发展全局人才的摇篮。为了加强专业与特定工程部门的紧密联系，并为我国的国防建设培养高层次人材，2002年开始在工程力学系增设了国防定向的“飞行器设计与工程”专业。2002年开始招收国防定向生。
在我院的力学一级学科博士点中，现有固体力学、流体力学和一般力学与力学基础三个二级学科博土点，有工程热物理二级学科博土点和两个博士后科研流动站。固体力学、流体力学和工程热物理是国务院学位委员会批准的全国重点学科，且评分最高。2005年，我院增设航空宇航科学与技术学科硕士点。
3、师资队伍及设施
学院现有在编人员共计113人。其中教授、研究员43人；副教授、副研究员38人；讲师、助研8人；工程实验系列17人；教育职员5人；工人2人。
中国科学院院士2人：黄克智、过增元；中国工程院院士1人：王永志。
在近期进行航天航空学科规划的过程中，我们在相对稳定的、重要的优势学术方向上，建立了若干个教师"学术梯队"，作为院内学科建设、师资队伍建设、科研基地建设和科学研究的基层学术单元，以保证学科建设和学术研究的持续稳定发展。
我院教学、科研和办公设施占地约15000平方米，全院现有固定资产总值约5000万元。
4、学院发展理念和规划
清华大学航天航空学院是学校进入航天航空领域的学科平台，组织学校航天航空领域的学科建设、科学研究和成果转化。其基本定位是：(1) 高水平的、整合的航天与航空学科的培育地；(2) 有重大国家需求的航天航空领域的先导性、创新性研究的组织者；(3) 引导清华大学师生为我国的民用和国防航天航空事业贡献力量的主渠道。
航天航空学院发展的理念清楚，“发展力学和热科学学科的优势，创建航空宇航科学与技术学科”。学院的工作应该做到凝结力量，共同奋斗；凝聚人心，创建和谐；凝练学科，开拓进取，实现“入主流、有特色、上水平”的发展目标。航天航空学院的前15年发展可用一个三步走的目标来加以描述。在第一个五年，完成学科布局，培育多个在航天航空领域具有明显优势的高层次研究方向，构建成适合承担国家重大航天航空研究需求的学院。在第二个五年，完备学科建设，形成在航天航空领域高端研究占有优势的，从学科发展到重大科研任务组织可一体化运行的实体。在第三个五年，形成可为我国航天航空领域研究起先导作用的、国际知名的研究实体。