北京航空航天博物馆的前身是北京航空馆，成立于1985年，是在北航飞机结构陈列室、飞机机库基础上扩建而成，是我国首个航空航天科学技术的综合科技馆。博物馆经近4年原址新建并扩充展品，2012年甲子校庆重新开馆并更名，集教学、科普、文化传承为一体，是航空航天国家级实验教学示范中心的重要组成部分，是航空航天科普与文化、北航精神以及青少年爱国主义、国防教育的重要基地。

北京航空航天博物馆展区面积8300平米，分为长空逐梦、银鹰巡空、神舟问天、空天走廊4个展区。300多件国内外公认的航空航天文物精品以及结构、发动机、机载设备等珍贵实物，承载着丰富的科学原理和厚重的历史积淀，展品还通过高科技手段展示了航空航天原理以及人类飞天的历程。

作为高校博物馆，除了直接承担国家级精品课《航空航天概论》以及航空发动机、飞机结构、起落架结构、导弹结构、航天器设计等核心专业课的教学实践任务外，还珍藏了30余架新中国成立前的美、苏等国飞机和导弹，特别是“黑寡妇”战斗机世界仅存2架，多数为国内唯一，珍藏数量和等级全国航空界首屈一指。