Ilmu aeronautika adalah nama kolektif untuk berbagai ilmu yang terlibat dalam penciptaan dan pengoperasian pesawat terbang. Kata “aeronautika” itu sendiri berarti “menavigasi udara.” Ilmu aeronautika merupakan turunan dari ilmu bahari, ilmu tentang kapal yang berlayar di laut, dan dapat dibedakan dari ilmu astronotika, yang berkaitan dengan pesawat ruang angkasa. Dengan pengecualian langka, kendaraan aeronautika dirancang hanya untuk perjalanan di atmosfer bumi. Meskipun pesawat terbang adalah kendaraan yang paling umum, perangkat aeronautika juga dapat mencakup glider, balon udara, balon udara panas, dan bahkan layang-layang.
Para ilmuwan telah mempelajari prinsip-prinsip aeronautika selama berabad-abad. Leonardo da Vinci terkenal merancang mesin terbang pada tahun 1500-an, tetapi ilmu aeronautika saat itu sangat kurang dipahami, bahkan oleh da Vinci, sehingga pesawat ini tidak mampu terbang. Baru pada tahun 1800-an ilmuwan Inggris Sir George Cayley mengidentifikasi prinsip-prinsip berat, seret, angkat, dan dorong; dua yang pertama harus diatasi oleh dua yang terakhir agar pesawat terbang mencapai ketinggian. Cayley membangun dan menguji glider pertama pada pertengahan abad ke-19, dengan desain yang mirip dengan pesawat modern.
Jauh sebelumnya, bagaimanapun, perintis penerbangan bereksperimen dengan perangkat yang lebih ringan dari udara untuk mencapai penerbangan manusia. Para ilmuwan ini memahami bahwa gas tertentu lebih ringan dari udara, termasuk udara itu sendiri ketika dipanaskan, dan secara alami akan naik di atmosfer. Jika gas tersebut cukup terkandung, dapat mengangkat benda dan bahkan orang.
Montgolfier bersaudara dari Prancis, Joseph-Michel dan Jacques-Étienne, membuktikan hal ini dengan penerbangan balon udara tahun 1783 yang terkenal. Penerbangan ini mendahului eksperimen Cayley selama 70 tahun dan pesawat bersaudara Orville dan Wilbur Wright lebih dari satu abad. Tahun berikutnya, Jean-Pierre Blanchard menambahkan baling-baling ke balon, secara efektif menciptakan pesawat pertama, atau balon udara.
Pada abad setelah penerbangan Wright bersaudara tahun 1903, ilmu aeronautika berkembang pesat saat pesawat diadaptasi untuk digunakan dalam peperangan, perdagangan, transportasi, dan olahraga. Penggunaan intensif ini membutuhkan kemajuan dalam keselamatan, navigasi, teknik, dan material. Ilmuwan aeronautika segera harus menguasai pemahaman berbagai ilmu, termasuk elektronik, aerodinamika, metalurgi dan kalkulus. Di zaman modern, pembuatan pesawat sederhana sekalipun membutuhkan peralatan dan personel khusus dengan pelatihan tingkat lanjut.
Ilmu aeronautika adalah dasar dari industri pesawat komersial, bisnis yang menghasilkan lebih dari $400 miliar Dolar AS per tahun. Prinsip-prinsipnya juga menginformasikan perkembangan eksplorasi ruang angkasa; kedua ilmu tersebut secara kolektif dikenal sebagai teknik kedirgantaraan. Kemajuan dalam aeronautika sering kali diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, termasuk benda-benda biasa seperti kotak jus dan pengencang sepatu Velcro. Dengan demikian, aeronautika memengaruhi banyak kehidupan manusia, mulai dari kenyamanan modern hingga penjelajahan Bumi dan sekitarnya.