كان أول من فكر بالطيران هو العربي المسلم عباس بن فرناس حيث قفز من قمة جبل وهو يلبس أجنحة للطيران وبعده كان ليوناردو دافينشي من أول العلماء الذين فكروا جدياً في الطيران، ورغم أنه لم يبن أياً من المركبات التي صممها وربما لم يكن لها التأثير الملحوظ في عالم الطيران إلا أنه لا يمكن تجاهل تصميماته. و يمكن بمتابعة أوائل مصنعي الطائرات والذين عاشوا في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، ملاحظة أنهم كانوا يعتمدون في أغلب الأحيان علي الجهود الفردية سواء التقنية أو المادية، ومع ذلك فقد استطاع كثير منهم الطيران وبإمكانات بسيطة، ولم يبدأ التطور الحقيقي في عالم الطيران إلا بقدوم الحرب العالمية الأولي حيث تحولت صناعة الطيران من مجرد هواية أو مجال استثماري محدود النطاق إلى صناعة عسكرية سريعة التقدم استجلبت خبرات المهندسين والخبراء الذين سعوا مع مرور الوقت إلي بلورة وإنشاء هذا العلم علي أسس هندسية صحيحة تعتمد بشكل أساسي علي النظريات العلمية بعدما كان هذا المجال يعتمد علي الخبرة العملية التي لا يمكن الجزم بقدرتها علي تجنب الخطأ. رسمياً كان أول من استطاع الطيران بطائرة تطير بدفع ذاتي هما الأخوان رايت وكان ذلك في 17 كانون الأول / ديسمبر 1903، وقد اسميا طائرتهما رايت فلاير.
أول تعريف للهندسة الفضاء الجوي ورد في شباط / فبراير 1958. وقد نظر التعريف إلي الغلاف الجوي للأرض والفضاء الخارجي كوحده واحدة، وهو ما جعله يضم كلاً من الطائرات (الجوي) والمركبات الفضائية (الفضاء) تحت كلمة علم الفضاء الجوي التي صيغت حديثا.