Việc bay vào không gian cần đến tên lửa. Việc duy trì sự sống ở đó cần đến cơ học quỹ đạo chính xác. Ngành du hành vũ trụ bao gồm khoa học và công nghệ du hành vũ trụ, từ phương tiện phóng đến hệ thống hỗ trợ sự sống và điều hướng trong không gian sâu.

Ngành này tách ra từ ngành hàng không khi tên lửa phát triển đủ mạnh để thoát khỏi bầu khí quyển Trái đất. Những nghiên cứu ban đầu mang tính chất quân sự và chính trị. Hiện nay, các nhiệm vụ thương mại và khoa học chiếm ưu thế trong lĩnh vực này, mặc dù các chương trình quốc gia vẫn là động lực thúc đẩy các dự án lớn.

Các khu vực cốt lõi

• Thiết kế và dàn dựng phương tiện phóng
• Cơ học quỹ đạo và lập kế hoạch nhiệm vụ
• Các hệ thống con và nguồn điện của tàu vũ trụ
• Du hành vũ trụ có người lái và hệ thống hỗ trợ sự sống

Ngành hàng không vũ trụ không có chỗ cho sự tùy hứng. Một bộ phận bị hỏng không thể được sửa chữa bởi kỹ thuật viên tại chỗ. Mọi thứ phải hoạt động ngay từ lần đầu tiên, nếu không nhiệm vụ sẽ thất bại và đôi khi phi hành đoàn sẽ thiệt mạng.