學校在前沿技術研究領域居國內高校前列，有40余項具有開創性意義的科研成果；
學校先後成功研制並發射了多種型號的飛機，填補了國內多項空白，如中國第壹架輕型客機“北京壹號”、亞洲第壹枚探空火箭“北京二號”、中國第壹架無人飛機“北京五號”、“蜜蜂”系列飛機、* * *軸流式雙旋翼無人直升機等。從2001到2013，北航* * *獲得國家科學技術獎49項；尤其是2005年至2013年，學校連續七年獲得七項國家科學技術獎壹等獎。
2013年，學校科研經費達23.23億元，6項成果獲國家獎勵，3名教授及其團隊獲國家自然科學二等獎，批準973項目5項，自然科學基金重點項目12項，面上項目237項。重大項目進展順利，獲得獎勵。
以“3D打印”為代表的科技創新取得重大進展，“月宮壹號”實驗裝置取得實質性進展。物理科學與核能工程學院參與的四誇克Zc(3900)的發現被評為2013年度美國物理雜誌年度研究熱點，生物與醫學工程學院的兩篇文章分別被列為近兩年ESI熱點論文和近十年材料領域高被引論文。