学院设有三个本科专业：飞行器设计与工程、工程力学、飞行器环境与生命保障工程。飞行器设计与工程主要培养飞机总体设计、气动设计、结构强度设计、飞行力学、适航设计、直升机设计等方面的专业人才；飞行器环境与生命保障工程主要培养飞行器环境控制、航空航天生命保障、人机工效等方面的专业人才；工程力学主要培养与飞行器设计相关的流体力学、固体力学与一般力学等方面的专业人才。
学院的本科招生按飞行器设计与工程大类招生，学生通过一年的基础课程学习，在学院指导下可以自主选择不同专业学习。学院本科生培养目标为：培养基础理论扎实、知识面广、创新实践能力强、具有航空航天素质的高水平专业人才和领导、领军人才。学生将重点学习理论力学、材料力学、空气动力学、飞机总体设计、空气动力学、飞机结构学、飞行力学、结构力学、弹性力学、工程热力学、传热学、自动控制原理、发动机原理、环境控制与生命保障等航空领域的重要课程。
学院一贯注重学生动手能力和创新实践能力的培养，学生在数学、力学和大型设计分析软件应用方面具有扎实的基础，可从事航空航天、船舶、兵器、交通运输、土木、计算机软件、生物医学等领域的研究与管理工作。学院负责管理和技术指导北航航模队，连续获得国际国内重要比赛冠军，培养了一大批热爱航空航天、具有科技创新精神和动手实践能力的拔尖人才，社会影响显著。学院学生升学率达74%，一次就业率99%，出国率在10%以上。近年来，学院积极开展与国外及香港地区大学的合作和交流，与美国密西根大学、荷兰代尔夫特理工大学和日本东京大学等多所世界著名大学有学生交流协议，优秀学生将有机会到国外大学学习，鼓励支持在读本科生开展游学项目，本科生出国交流率达到25%。
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