直屬總統行政，是美國政府體系中主要的航天科研機構，在研究和探索中向相關單位提供有價值的科研成果，並負責航天技術咨詢。該局主要以民用航天研究為主，也服務於軍用航天；從1958開始，航天研究占主導，航空研究占比很小。
由於美國國家航空航天局在軍事、民用航空和航天領域的任務，美國國家航空航天局有著廣泛的合作，它與國防部的計劃分析和評估部門以及高級研究計劃局有著密切的聯系。與陸軍、海軍和空軍的合作計劃；與其他政府部門有各種合同關系，如能源部、氣象局和工業部門。美國國家航空航天局的研究成果直接轉移到國防部、航空制造公司、美國聯邦航空管理局和其他相關機構。美國國家航空航天局為航空制造公司設計新飛機和FAA適航認證提供技術基礎。
目前，美國國家航空航天局的年度預算為6543.8+06億美元，其總部位於華盛頓特區..美國國家航空航天局的願景是“改善這裏的生活，延長那裏的生活，尋找更遠的其他生活”。美國國家航空航天局的目標是“了解和保護我們生活的星球；探索宇宙，尋找地球之外的生命；啟迪我們的下壹代探索宇宙。”除了太空計劃，美國國家航空航天局還進行長期的民用和軍用航空航天研究。美國國家航空航天局被廣泛認為是世界上太空機構的領導者。
組織結構
在行政上，美國國家航空航天局直接受總統領導，由主任負總責。美國國家航空航天局實行兩級管理，即局總部管理和戰略事務部管理。局總部對全局負有領導責任，協調局內外工作，進行美國國家航空航天局對外成本核算和聯絡，制定局長長遠規劃和年度計劃，實施預算整合，制定美國國家航空航天局發展戰略、長期投資戰略、美國國家航空航天局政策和標準。監督研究中心的技術管理；檢查每個階段的進度和完成情況；確保國家批準的計劃的實施。為了實現美國國家航空航天局的使命，更好地服務客戶，美國國家航空航天局成立了六個戰略事務部，負責美國國家航空航天局的主要業務領域。分別是:航天飛行部(約翰遜航天中心、肯尼迪航天中心、馬歇爾航天飛行中心、斯坦尼斯航天中心)；航天技術部(下設艾姆斯研究中心、德萊頓飛行研究中心、蘭利研究中心和戈蘭研究中心四個研究中心)；地球科學部(隸屬於戈達德航天中心)；空間科學部(隸屬噴氣推進實驗室)；生物和物理研究部以及安全和任務支持部。每個戰略部門都有自己的壹套戰略目標、目的和實施措施，以滿足大客戶的需求。
石。戰略事務部負責確定客戶需求，確保所有客戶滿意。各部門與分管業務的副總監共同確定工作方向，負責制定各部門的長期投資戰略、預算、項目資源配置和績效考核、政策和標準，執行美國國家航空航天局政策。
美國國家航空航天局總部擁有10個研究中心:戈達德航天中心、萊登·b·約翰遜航天中心、約翰·f·肯尼迪航天中心、喬治·c·馬歇爾航天中心、約翰·c·斯滕尼斯航天中心、艾姆斯研究中心、德萊頓飛行研究中心、蘭利研究中心、格倫研究中心和噴氣推進實驗室，其中噴氣推進實驗室是美國國家航空航天局的合同運營單位。
美國國家航空航天局總部管轄的航空科研單位主要有五家，介紹如下。
(1) Ames研究中心，(2) Golan研究中心，John H. Glenn研究中心在Lewis Field，(3) Langley研究中心，Langley研究中心(LaRC)，(4)噴氣推進實驗室，噴氣推進實驗室(JPL)，(5)德萊頓飛行研究中心，德萊頓飛行研究中心人員和經費。
1994年美國國家航空航天局員工人數為24731，1999年減少到21000。1994的年度支出為145.5億美元，1995的年度支出為143億美元。2001的資金為1425億美元。2002年，美國國家航空航天局擁有員工1.88萬多人，其中總部員工1.200多人，約翰遜航天中心員工2900多人，肯尼迪航天中心員工1.800多人，馬歇爾航天中心員工2700多人，斯坦尼斯航天中心員工約300人，艾姆斯研究中心和德萊頓研究中心員工1.500多人。從業務領域看，從事人類航天探索與開發的有6700多人，從事空間科學的有2453人，從事生物和物理研究的有1.200人，從事地球科學的有1.800人。
科學研究活動
在航空技術中，地球氣象學主要從事以下四個方面的工作:①空氣動力學:湍流、翼型、超音速飛行等。②推進技術:燃燒與燃料、噪聲及其傳播、計算流體力學、渦輪機械部件研究。③材料與結構:復合材料、高溫材料、動載荷與氣動彈性、結構分析等。(4)航電與人因工程:制導/導航、航電、飛行管理與仿真技術。
美國國家航空航天局的長期目標是:在利用航天技術滿足國家需求方面發揮主導作用；利用新空間遠距離通信能力服務大眾；保持美國民用和軍用航空的優勢；繼續科學探索，加強對宇宙、太陽系和地球環境的了解；人造衛星的應用、研究和技術開發；為壹般工業轉讓空間技術和知識。目前，美國國家航空航天局的主要研究範圍和目標包括以下幾個方面。
航空航天技術:實現航空航天領域的技術和工程革命，發展更先進、更安全的航空技術，增強運載能力，降低輻射和噪聲；創新空間運輸系統，降低成本，提高安全性，進行商業開發。
人類太空探索與開發:探索太空前沿，開發讓人類永久工作和生活的空間，進行宇宙商業開發，分享探索帶來的經驗和收益。
地球科學:發展了解地球科學的體系，探索其對自然環境和人類活動變化的響應，提高氣候、天氣和自然災害的預測水平。
宇宙科學:負責天文項目，研究太陽系和太陽活動對地球的影響。
研究主題和領域
前蘇聯第壹顆人造地球衛星1957發射後幾天，美國成立了國家航空航天局，該機構對美國航天工業的發展起到了重要作用。美國國家航空航天局的研究課題廣泛，主要是航空航天。航空方面的研究課題主要有超音速技術、飛機節能技術等。在航天方面，主要合作幾個大型項目，如阿波羅計劃、天空實驗室、航天飛機等。它通過科研項目、合同和計劃與國防部研究機構、大學和工業企業保持密切關系。它擁有十幾個研究中心和實驗室，如戈達德航天中心、肯尼迪航天中心和噴氣推進實驗室。但80%以上的科研工作都是委托局外各單位處理。研究成果以美國國家航空航天局出版物的形式發表。出版物包括技術報告、技術說明、合同用戶報告、技術備忘錄、技術翻譯、特殊出版物等。
美國國家航空航天局的年度預算是6543.8+06億美元，總部設在華盛頓特區..除了太空計劃，美國國家航空航天局還進行長期的民用和軍用航空航天研究。
美國國家航空航天局從事研究領域:航空學研究和探索，包括空間科學(太陽系探索、火星探索、月球探索、宇宙結構和環境)、地球科學研究(地球科學、地球科學應用)、生物物理學研究、航空學(航空技術)，並承擔壹定的培訓項目。
科研發現
2009年7月21日，美國國家航空航天局證實，木星在過去相當短的時間內再次受到其他恒星的撞擊，導致木星南極附近出現黑色疤痕，木星大氣層上方出現壹個地球大小的洞。
木星上的這個新洞是由來自澳大利亞的澳大利亞業余天文學家安東尼·韋斯利在20日早上首次觀測到的。位於加州的美國國家航空航天局噴氣推進實驗室隨後展開了觀測活動，並借助位於夏威夷的太空紅外望遠鏡設備捕捉到了木星空洞和疤痕的靜態圖片。噴氣推進實驗室的天文科學家格倫·奧頓(Glenn Orton)說:“疤痕可能是彗星撞擊造成的，但需要進壹步確認。”噴氣推進實驗室的宇航員Reg Fletcher告訴《新科學家》，木星的黑點“大約有壹個地球那麽大”。
觀測並拍攝木星新洞的澳大利亞天文愛好者韋斯利今年44歲，是壹名計算機程序員。澳大利亞媒體報道稱，韋斯利從小就喜歡天文觀測，而這次發現木星空洞的工具是豎立在他家後院的壹架14.5英寸折疊式反射望遠鏡。衛斯理20日在網上公布了他的照片和拍攝記錄。他說，當天，他首次觀測到木星南極有壹個“黑點”，最初認為這是木星的“極端暴力”。然而，隨著木星的旋轉，他發現黑點是立體的、中空的，立即推翻了“極端暴力”的猜測，決定作為撞擊痕跡。木星是壹顆液態行星，是太陽系八大行星中最大的壹顆。1994年7月16日至22日，壹顆名為蘇梅克-列維9的彗星與木星迎頭相撞，成為人類歷史上首次直接觀測到的天體碰撞。
彗星和樹木的碰撞產生了相當於20億顆原子彈的威力，產生了直徑10公裏、溫度7000℃的火球，形成了地球大小的塵埃雲。源自木星表面的黑點存在了幾個月。《紐約時報》報道稱，美國國家航空航天局仍在追蹤木星以獲取更多信息，包括撞擊器是彗星還是其他東西。由於這次碰撞的時間很可能與伍德彗星15年前的碰撞重合，科學家們也希望研究兩者之間是否存在某種規律。