Hàng không vũ trụ hiện đại bắt đầu với kỹ sư George Cayley vào năm 1799. Cayley đề xuất một chiếc máy bay có "cánh cố định và đuôi ngang và dọc", mang đặc điểm của máy bay hiện đại.[2]

Thế kỷ 19 chứng kiến sự thành lập Hiệp hội Hàng không Vương quốc Anh (1866), Hiệp hội Tên lửa Hoa Kỳ và Viện Khoa học Hàng không, tất cả đều làm cho ngành hàng không trở thành một ngành khoa học chuyên nghiệp hơn.[2] Những phi công như Otto Lilienthal, người giới thiệu các dạng cánh máy bay (en) vào năm 1891, sử dụng tàu lượn để phân tích lượng khí động học. Anh em nhà Wright thích thú với công việc của Lilienthal và đã đọc qua một số ấn phẩm của ông. Họ cũng tìm thấy cảm hứng từ Octave Chanute, một phi công và là tác giả của Progress in Flying Machines (1894). Đó là công việc sơ bộ của Cayley, Lilienthal, Chanute và các kỹ sư hàng không vũ trụ đầu tiên khác đã mang lại chuyến bay duy trì được lực nâng đầu tiên tại Kitty Hawk, Bắc Carolina vào ngày 17 tháng 12 năm 1903 bởi anh em nhà Wright.

Chiến tranh và khoa học viễn tưởng đã truyền cảm hứng cho các nhà khoa học và kỹ sư như Konstantin Tsiolkovsky và Wernher von Braun đạt được chuyến bay vượt ra ngoài bầu khí quyển. Chiến tranh thế giới thứ hai đã truyền cảm hứng cho Wernher von Braun tạo ra các tên lửa V1 và V2.

Sự ra mắt của phi thuyền Sputnik 1 vào tháng 10 năm 1957 đã bắt đầu Thời đại Không gian vào ngày 20 tháng 7 năm 1969, chuyến bay Apollo 11 hạ cánh lên mặt trăng mang theo con người đầu tiên.[2] Vào tháng 4 năm 1981, Tàu con thoi Columbia ra mắt, bắt đầu bay có người lái thường xuyên vào không gian quỹ đạo. Sự hiện diện lâu dài của con người trong không gian bắt đầu bằng trạm không gian "Mir" của Liên Xô vào năm 1986 và được tiếp tục bởi "Trạm vũ trụ Quốc tế". Việc thương mại hóa không gian và du lịch vũ trụ là những bước tiến gần đây hơn của ngành hàng không vũ trụ.