人類很早就有像鳥類一樣在空中飛行的夢想，甚至包括古人用的石頭和矛等、到古希臘人阿爾庫塔斯所制造的機械鴿、遠至澳洲的飛去來器等。另外人類還通過神話傳說來表達自己對如同鳥類一樣在天空中自由飛行的渴望。随着社會的發展，人類掌握了一定的手工技術，古代中國人相繼發明了風筝、天燈等可以飛入空中的人造物。進入文藝複興時期後，歐洲的學者們開始以科學的方法探讨并嘗試進行載人航空器的設計。到了18世紀末期，工業革命給自然科學技術的發展注入了強大動力，人類的航空技術也是以開始迅速發展，熱氣球、飛艇、滑翔機和飛機等衆多現代航空器在一個多世紀的時間裡相繼被發明并發展成熟，兩次世界大戰更是進一步刺激了飛機制造業的進步。到了20世紀中葉以後，人類踏入了航天領域。現在航空業已經成為人類最前沿、最具影響力的科技和産業領域。
古代探索
人類對于飛行的研究最早可以追溯到公元前400年左右古希臘人阿爾庫塔斯所制造的機械鴿，以及遠至澳洲的回力镖等。另外人類還通過神話傳說來表達自己對如同鳥類一樣在天空中自由飛行的渴望。
古代
伊卡洛斯的神話
自古以來，人類隻要看到在天空中飛翔的鳥兒就會萌發出在天空中自由翺翔的願望。但在上古時期，人類囿于當時有限的科學技術水準根本無法實作這個願望，于是隻好把這個願望寄托在神話傳說中。神話的講述者們也似乎感覺到凡人飛行絕非易事，是以在大多數古代文明的傳說中飛行都是神的專利，而講述凡人飛行的故事則少之又少。在為數不多的凡人飛行的神話中，古希臘神話中的伊卡洛斯的悲劇則是其中最廣為人知的一個。
伊卡洛斯的故事講述了希臘建築師兼發明家代達羅斯替克裡特島的國王米諾斯建造了一座路線設計非常巧妙的迷宮，用來關住米諾斯那個牛頭人身的兒子米諾塔。但國王擔心迷宮的秘密走漏，于是下令将代達羅斯和他的兒子伊卡洛斯一同關進那座迷宮裡高高的大廈，以防他們逃脫。為了逃出，代達羅斯設計了飛行翼。然而，飛行翼是以蠟結合鳥羽制成，不能耐高熱，代達羅斯告誡兒子：“飛行高度過低，蠟翼會因霧氣潮濕而使飛行速度受阻；而飛行高度過高，則會因強烈陽光照射的高熱而灼燒，造成蠟翼融化。”他們父子從島上的石塔展翅飛翔逃出，年輕的伊卡洛斯因初次飛行所帶來的喜悅感受，他越飛越高，因太接近太陽而使蠟翼融化，最終導緻墜海身亡。父親代達羅斯目睹此景，悲傷地飛回家鄉，并将自己身上的那對蠟翼懸挂在奧林帕斯山的阿波羅神殿裡，從此不再想飛翔。
從伊卡洛斯的故事中人們或許可以感覺得到古人對于飛行的那種既希冀又悲觀的複雜感情。然而盡管伊卡洛斯的飛行以悲劇收場，但人類對飛行的探索卻未曾停步。
中國
在公元前400年左右的戰國時期，中國的一種叫做竹蜻蜓的玩具已經相當普遍。竹蜻蜓的原理和現代直升機、旋翼機相同，其文字記載最早見于東晉時期葛洪所著的抱樸子，記述如下：“或用棗心木為飛車，以牛革結環劍，以引其機。或存念作五蛇六龍三牛、交罡而乘之，上升四十裡，名為太清。太清之中，其氣甚罡，能勝人也。”其中的“飛車”被一些人認為是關于竹蜻蜓的最早記載，并認為該玩具通過貿易傳入歐洲。在歐洲一幅1463年的聖母聖子像中出現了竹蜻蜓的形象。現代航空先驅喬治·凱利最早也利用過竹蜻蜓來進行航空器的試驗。
風筝，古稱紙鸢，大概在2000多年前由中國人發明，它是人類最早的重于空氣的航空器之一。相傳在春秋時期墨子和魯班曾造過木鸢，但以當時的技術水準實作的可能性不大。而紙質的風筝最早見于楚漢相争時期，其故事有兩個不同的版本。唐代的傳說是韓信率軍将項羽困于垓下時，下令造了一個很大的紙鸢，讓身輕如燕的張良坐在上面飛到楚軍上空高唱楚歌，以瓦解楚軍軍心。宋代的傳說則是韓信為了掘道地攻入未央宮而利用風筝來測算距離。雖然以韓信生活的時代技術水準未必真的能實作載人飛行，但比空氣重的風筝能克服自身的重量在空中持續飛行則是不争的事實。風筝傳到西方後其利用空氣動力學原理獲得升力的原理成為最有價值的飛行機理之一。
天燈，又名孔明燈，是一種利用低密度的熱空氣升空的航空器，被視作今天熱氣球的雛形。傳說天燈在三國時代由諸葛亮發明，用于軍事用途。而在五代時期天燈已經非常普遍，不但用在軍事上，而且還被用于節日放飛烘托喜慶氣氛。或許看着手中放飛的天燈升入夜空，人們會想象自己也飛到天上與繁星為伍。
歐洲
而在歐洲方面，人類對于飛行的研究最早可以追溯到古希臘阿爾希塔斯所制造的機械鴿。根據今人的研究機械鴿為蒸汽動力，試飛時飛了有200m左右的距離。然而年代久遠，記述不清，與當時的科學技術是否真的能實作存在争論。進入中世紀後，歐洲宗教當道，百業俱廢，航空事業也遠遠落後于當時的其它地區，但這并不意味着歐洲人停止了追尋飛行的夢想。當時甚至還有人模仿神話中的伊卡洛斯用羽毛做成翅膀企圖飛行，這種模仿鳥類的飛行嘗試一直持續到17世紀。
到了文藝複興時期人們開始理性地探求飛行的方式。意大利藝術家和科學家達·芬奇科學地研究了飛行問題，并把他對鳥類飛行的長期研究寫成了《論鳥的飛行》一書。後人根據此書和他的一些其他手稿将他看作航空科學的先知。17世紀時意大利的另一位科學家博雷利（喬瓦尼·阿方索·博雷利）深入探讨了人類肌肉、骨骼和飛行器的關系，指出人類沒有鳥類那樣輕質的骨架、發達的胸肌和光滑的流線型身體，一個體重60kg的人，至少得具備1.8m寬的胸腔才能支援扇動翅膀所需要的肌肉。他是以得出結論認為人類的肌肉力量不足以像鳥類那樣振動翅膀克服自身重力做長時間飛行。他的結論宣告了人類欲模仿鳥類那樣進行自力撲翼飛行努力的失敗。但人類在模仿鳥類飛行的活動中積累了許多寶貴的知識和經驗，為日後真正實作飛行帶來了一絲曙光。
自古以來人類對于天空的探索從來都沒有停止過，在那個生産力有限的年代，他們發揮他們的想象力、創造力，試圖脫離地表，飛翔天空。他們雖然沒有成功，一些人也付出了很大的代價，但是他們探索的勇氣是振奮人心的，也激勵着一代又一代人勇敢地飛翔天空。