Aviacija ir mechaninė inžinerija yra susijusios su mašinų projektavimu, kad būtų išspręstos praktinės problemos, susijusios su judėjimu. Ši sritis įgavo pagreitį per pramonės revoliuciją ir dabar yra plačiai paplitusi visoje žmonių civilizacijoje. Naudodamasis fizikos principais, aviacijos ir mechanikos inžinierius gali manipuliuoti medžiagomis ir energija, kad pasiektų tam tikrus žmogaus tikslus, kuriems reikia mechanizuotų sistemų. Sąvoka aerokosminė erdvė paprastai reiškia suprojektuotus lėktuvus, sraigtasparnius ir atmosferines raketas, bet gali apimti ir erdvėlaivius. Aviacijos ir erdvės inžinerija išplečia mechaninės inžinerijos metodus, įtraukdama sistemas, kurios sąveikauja su judančiais skysčiais, tokiais kaip oras ar vanduo.
Nemažai išradėjų nuo klasikinės antikos laikų eksperimentavo su mechaninėmis sistemomis. Pramonės revoliucija, kuri parodė dramatiškiausius pokyčius XIX amžiuje, suteikė mechanikos inžinerijos sričiai tvirtesnį pagrindą. Mašinos, galinčios išgauti energiją iš anglies ir naftos, greitai tapo labai paklausios. Broliai Orville ir Wilbur Wright, kurie buvo amerikiečių išradėjai, paprastai laikomi pirmaisiais, kurie 19 m. sukūrė funkcinį lėktuvą. Nuo tada aviacijos ir mechaninės inžinerijos sritys turėjo didelę įtaką daugumoje visuomenių.
Mechaninė inžinerija visų pirma susijusi su tuo, kaip medžiaga ir energija elgiasi kasdienėje aplinkoje. Jis pagrįstas fizika, tačiau jo tikslas – spręsti praktines problemas, o ne atrasti gamtos dėsnius. Mechanikos inžinieriai kuria kasdienius objektus ir įrankius, kurie atlieka tam tikras funkcijas, susijusias su judėjimu; automobiliai, grąžtai ir gamyklos mašinos yra keletas pavyzdžių. Aviacijos ir kosmoso inžinerija išplečia mechaninės inžinerijos praktiką į naujas sritis.
Kai aviacija ir mechaninė inžinerija apsiriboja veikla Žemės atmosferoje, dažnai vartojamas terminas aeronautikos inžinerija. Aviacijos inžinieriai projektuoja ir pilotuojamus, ir nepilotuojamus orlaivius. Pilotuojamiems lėktuvams ir sraigtasparniams paprastai reikalingi labai aukšti saugos standartai, be to, reikia atlikti daug aeronautikos inžinerijos darbų, kad šios sistemos būtų saugios. Nepilotuojami orlaiviai, tarp kurių yra raketos, kariniai dronai ir oro balionai, dažnai yra labiau eksperimentinio pobūdžio. Inžinieriai, dirbantys su šiomis sistemomis, dažnai taiko aviacijos ir mechaninės inžinerijos žinias, siekdami naujų tikslų atmosferoje.
Pilotuojamos ir nepilotuojamos sistemos, veikiančios už atmosferos ribų, kartais laikomos aerokosminės ir mechaninės inžinerijos sritimi. Kitais atvejais ši inžinerinė veikla vadinama astronautikos inžinerija. Astronautikos inžinerija yra susijusi su aeronautikos inžinerija, nes visi dirbtiniai objektai kosmose praskriedavo per atmosferą raketomis. Taip pat visos mašinos, kurios iškeliavo į kosmosą ir saugiai sugrįžo į paviršių, turėjo plaukti atmosfera kaip orlaivis. Astronautikos inžinerija dažnai dalijasi pagrindine fizikos ir technologijų dalimi su mechanine inžinerija, nors aptariamos aplinkos labai skiriasi.