學校歷來十分重視科學研究，形成了基礎研究、高新技術應用基礎研究與國防型號研製任務並駕齊驅的科研工作格局。學校自行研製成功了21種型號的飛行器，創造了中國航空科技史上的若干個第一，包括中國第一架無人駕駛大型靶機、第一架無人駕駛核子試驗取樣機、第一架無人駕駛高原偵察機、第一架無人駕駛直升機、第一架通過適航認證的輕型飛機、第一架微型飛行器、第一套三自由度飛行模擬轉臺、第一台超聲電機等。“九五”以來，承擔重大科技攻關、“863計畫”、國防工程型號、國防預研項目等共900餘項。自1978年國家設立科技獎項以來，學校共獲得各類科學技術成果獎1348項，其家級獎54項，部省級獎1093項；1991年以來，獲部省級以上科學技術獎數量有9年居全國高校前10位。

學校積極推進辦學體制改革和對外開放，先後開拓了中央部委聯辦南航及部、省共建南航的新途徑。學校不斷加強與總參謀部、總裝備部、各軍兵種、各軍工集團公司和民航企事業單位的聯繫與合作；積極開展廣泛的國際合作與交流，與國外和港臺地區的50多所高校及一批著名企業建立了長期穩定的合作關係，形成了“服務航空航太民航、服務江蘇，面向全國、面向世界”的開放型辦學新格局。

在實現中華民族偉大復興的21世紀，學校進入了從教學科研型大學向研究型大學發展的新階段。南航人正在實施“以人為本，注重內涵，強化特色，加速發展，創建一流”的發展戰略，力爭到2030年前後，把學校建設成為具有國防科技特色的高水準研究型大學。