南京航空航天大学飞行器设计与工程专业是新中国最早成立的航空专业之一，由航空先驱张阿舟、范绪箕、王适存等创建。该专业为首批国家一流专业建设点、国家级特色专业，依托的航空宇航科学与技术为国家“双一流”建设学科。已培养出多位院士及C919总师吴光辉、直10总师吴希明、AG600总师黄领才等，是南航最著名的传统优势专业。该专业建有直升机旋翼动力学、机械结构力学及控制两个国家级重点实验室，以及若干国家、省部级科研教学平台。

南京航空航天大学飞行器动力工程专业以航空航天动力特别是航空发动机为研究对象，培养动力研究和设计人才。该专业是国家级特色专业、教育部卓越计划专业、江苏省品牌专业，2019年获批国家级首批一流专业建设点。在中国科学评价研究中心发布的《2017-2018年中国大学及学科专业评价报告》中，南京航空航天大学飞行器动力工程专业全国排名第二。

工程力学专业创建于60年代，历经半个多世纪的发展，形成了以国家“双一流”力学学科、力学和航空宇航科学与技术两个一级国家重点学科、国家工科基础课程(力学)教学基地、机械结构力学及控制国家重点实验室等为支撑的特色鲜明的一级学科主干重点专业。该专业是工信部重点专业、南航王牌专业，2015年获批江苏省品牌专业建设工程一期项目A类建设点，2019年获批国家级一流本科专业建设点。

南京航空航天大学机械工程专业源于1952年初创时建立的航空机械加工和飞机制造专业，是南航最早设置的工科类专业之一。该专业是首批国家级一流本科专业建设点、国家级特色专业、江苏省首批品牌专业、江苏省重点专业，具有机械工程、自动化与智能技术相结合的特点。

南京航空航天大学电气工程及其自动化专业是我国最早开展飞机电气系统的教学和科研单位，也是国内第二个电力电子技术博士学位授予单位。该专业为国家级一流本科专业建设点，是国家级特色本科专业、国防特色重点专业、江苏省品牌专业、江苏省特色专业、江苏省“十二五”重点专业，已通过国际标准的工程教育专业认证。

计算机科学与技术专业办学历史悠久，师资力量雄厚，通过国际工程教育专业认证，2020年初获批国家级一流本科专业建设点。该专业设有计算机软件、计算机硬件等方向，是江苏省特色专业，加入了江苏省卓越工程师计划。

信息工程专业是国家级特色专业、工业和信息化部重点专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”专业和江苏省特色专业。2019年获批国家一流本科专业建设点（首批），2020年排名全国第5名。该专业拥有空天通信与认知系统、群智网络与无人机系统、机载雷达探测与成像、微波光子信息处理等四大学科方向。

能源与动力工程专业是教育部国家级一流本科专业建设点、工业和信息化部重点建设专业、南航热门专业。该专业包括热能动力装置和能源综合利用两个方向，依托“动力工程与工程热物理”一级学科及“航空宇航推进理论与工程”二级学科进行建设，具有航空航天特色和新能源特色。

南京航空航天大学材料科学与工程专业是国家级一流本科专业建设点、江苏省重点专业、首批江苏省教育厅“品牌专业”。该专业拥有材料学和材料加工工程两个硕士和博士学位授权点，具备江苏省材料实验教学示范中心、面向苛刻环境的材料制备与防护技术工信部重点实验室等教学科研平台。

南京航空航天大学航空航天工程专业是国家级一流本科专业建设点，南航最好的专业之一。该专业面向国防和航天科技发展需求，培养具备创新能力、工程实践能力和国际化视野的高层次人才。依托航天系统相关应用学科的基础理论，强调系统工程思维的培养。