Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau beschäftigen sich mit der Konstruktion von Maschinen zur Lösung praktischer Bewegungsprobleme. Das Feld gewann während der industriellen Revolution an Dynamik und ist heute in der gesamten menschlichen Zivilisation weit verbreitet. Mit den Prinzipien der Physik kann ein Luft- und Raumfahrt- oder Maschinenbauingenieur Materialien und Energie manipulieren, um bestimmte menschliche Ziele zu erreichen, die mechanisierte Systeme erfordern. Der Begriff Luft- und Raumfahrt bezieht sich typischerweise auf entworfene Flugzeuge, Hubschrauber und atmosphärische Raketen, kann aber auch Raumfahrzeuge umfassen. Die Luft- und Raumfahrttechnik erweitert die Techniken des Maschinenbaus um Systeme, die mit bewegten Flüssigkeiten wie Luft oder Wasser interagieren.
Eine Reihe von Erfindern hat seit der klassischen Antike mit mechanischen Systemen experimentiert. Die industrielle Revolution, die im 19. Jahrhundert die dramatischsten Veränderungen aufwies, gab dem Maschinenbau eine solidere Basis. Maschinen zur Energiegewinnung aus Kohle und Erdöl waren bald gefragt. Die Brüder Orville und Wilbur Wright, amerikanische Erfinder, gelten allgemein als die ersten, die 1903 ein funktionsfähiges Flugzeug entwickelten. Seitdem hat der Bereich der Luft- und Raumfahrt und des Maschinenbaus in den meisten Gesellschaften großen Einfluss gehabt.
Der Maschinenbau beschäftigt sich vor allem mit dem Verhalten von Materie und Energie im Alltag. Es basiert auf Physik, aber sein Ziel ist es, praktische Probleme zu lösen, anstatt die Naturgesetze zu entdecken. Maschinenbauingenieure entwerfen alltägliche Gegenstände und Werkzeuge, die eine Funktion haben, die Bewegung beinhaltet; Autos, Bohrmaschinen und Fabrikmaschinen sind einige Beispiele. Die Luft- und Raumfahrttechnik erweitert die Praxis des Maschinenbaus auf neue Domänen.
Wenn die Luft- und Raumfahrttechnik und der Maschinenbau auf den Betrieb in der Erdatmosphäre beschränkt sind, wird häufig der Begriff Luftfahrttechnik verwendet. Luftfahrtingenieure konstruieren sowohl bemannte als auch unbemannte Flugzeuge. Bemannte Flugzeuge und Hubschrauber erfordern in der Regel sehr hohe Sicherheitsstandards, und es ist viel luftfahrttechnische Arbeit erforderlich, um diese Systeme sicher zu machen. Unbemannte Flugzeuge – zu denen Raketen, Militärdrohnen und Wetterballons gehören – sind oft experimenteller Natur. Ingenieure, die an diesen Systemen arbeiten, wenden häufig das Wissen der Luft- und Raumfahrttechnik und des Maschinenbaus an, um neue Ziele in der Atmosphäre zu erreichen.
Bemannte und unbemannte Systeme, die außerhalb der Atmosphäre arbeiten, werden manchmal dem Bereich der Luft- und Raumfahrt und des Maschinenbaus zugerechnet. Zu anderen Zeiten werden diese Ingenieurtätigkeiten als Raumfahrttechnik bezeichnet. Die Raumfahrttechnik ist mit der Luftfahrttechnik verwandt, da alle künstlichen Objekte im Weltraum mit Raketen durch die Atmosphäre geflogen sind. Ebenso mussten alle Maschinen, die ins All und sicher zur Oberfläche zurückkehrten, als Flugzeug durch die Atmosphäre navigieren. Die Raumfahrttechnik teilt oft einen Großteil der zugrunde liegenden Physik und Technologie mit dem Maschinenbau, obwohl die fraglichen Umgebungen sehr unterschiedlich sind.