學校突出“四個面向”，堅持“四大”模式，打造一流創新平臺和一流科研基地，全面提升科技創新能力。作為副主任單位承建3個國家實驗室，參與8個國家實驗室建設。獲批建設1個國家重大科技基礎設施。牽頭建設8個全國重點實驗室，共建11個全國重點實驗室。另外有9個國家級科技創新基地、4個北京市高精尖創新中心、3個國家產教融合創新平臺、100余個省部級平臺，文科類平臺/智庫23個。形成以國家實驗室和大科學裝置為牽引、國家級平臺為核心，省部級平臺為基礎，校級科教協同平臺為支撐的北航實驗室體系，實現高水平科技自立自強。
超高靈敏極弱磁場和慣性測量裝置國家重大科技基礎設施
虛擬現實技術與系統全國重點實驗室
復雜關鍵軟件環境全國重點實驗室
空地一體新航行系統技術全國重點實驗室
電磁兼容與防護全國重點實驗室
飛行器一體化控制全國重點實驗室
慣性測量全國重點實驗室
材料智能設計國家級重點實驗室
車路一體智能交通全國重點實驗室（共建）
先進成形技術與裝備全國重點實驗室（共建）
自旋芯片與技術全國重點實驗室（共建）
數字感知芯片技術全國重點實驗室（共建）
強度與結構完整性全國重點實驗室（共建）
多棲平臺驅動系統全國重點實驗室（共建）
航天液體動力全國重點實驗室（共建）
國家科技資源共享服務工程技術研究中心
虛擬現實/增強現實技術及應用國家工程實驗室
大型金屬構件增材制造國家工程實驗室
綜合交通大數據應用技術國家工程實驗室
高端醫療裝備與器械產教融合創新平臺
復雜場景的圖像和視頻理解產教融合創新平臺
面向高端制造業的工業互聯網產教融合創新平臺
大數據科學與工程國際聯合研究中心
空間科學與技術國際聯合研究中心
空天生物工程國際聯合研究中心
流體力學教育部重點實驗室
數學、信息與行為教育部重點實驗室
精密光機電一體化技術教育部重點實驗室
航天器設計優化與動態模擬技術教育部重點實驗室
生物力學與力生物學教育部重點實驗室
空天先進材料與服役教育部重點實驗室
復雜系統分析與管理決策教育部重點實驗室
仿生智能界面科學與技術教育部重點實驗室
極弱磁測量技術教育部重點實驗室
區塊鏈與物聯網應用教育部重點實驗室
智能交通技術與系統教育部重點實驗室
電磁環境適應性測量教育部重點實驗室
先進計算機應用技術教育部工程研究中心
先進航空導航與空管技術教育部工程研究中心
大型整體金屬構件激光直接制造教育部工程研究中心
復雜產品先進制造系統教育部工程研究中心
先進長航時無人機系統技術教育部工程研究中心
先進空天芯片技術教育部工程研究中心
集成電路先進工藝檢測技術與設備教育部工程研究中心
暗物質精準智能國際合作聯合實驗室
中英空間科學與技術國際合作聯合實驗室
輕質高溫/超高溫結構材料與涂層技術工業和信息化部重點實驗室
高端醫療裝備與器械創新轉化工業和信息化部重點實驗室
航空氣動聲學工業和信息化部重點實驗室
航空器先進設計技術工業和信息化部重點實驗室
高速飛行器熱強度工業和信息化部重點實驗室
智能無人飛行系統先進技術工業和信息化部重點實驗室
先進航空機載機電與飛控系統工業和信息化部重點實驗室
空天寬譜段探測與智能感知工業和信息化部重點實驗室
智能系統與裝備電磁環境效應工業和信息化部重點實驗室
可視計算與人機智能工業和信息化部重點實驗室
量子精密測量與傳感工業和信息化部重點實驗室航空高端裝備智能制造技術工業和信息化部重點實驗室
工業和信息化法治戰略與管理工業和信息化部重點實驗室
臨空信息系統先進技術工業和信息化部重點實驗室
空天網絡安全工業和信息化部重點實驗室
空間環境監測與信息處理工業和信息化部重點實驗室
衛星導航與移動通信融合技術工業和信息化部重點實驗室
大數據精準醫療工業和信息化部重點實驗室
空天信自旋電子技術工業和信息化部重點實驗室
語言信息與智能計算工業和信息化部重點實驗室
特種車輛無人運輸技術工業和信息化部重點實驗室
數據智能與智慧管理工業和信息化部重點實驗室
無人系統仿生智能技術北京市重點實驗室
計算智能新技術北京市重點實驗室
可重復使用空天運載器系統設計北京市重點實驗室
先進垂直起降飛行器技術北京市重點實驗室
氣動熱力儲能與供能北京市重點實驗室
仿生能源材料與器件北京市重點實驗室
航空發動機結構強度北京市重點實驗室
飛機/發動機綜合系統安全性北京市重點實驗室
粉體技術研究開發北京市重點實驗室
數字媒體北京市重點實驗室
網絡技術北京市重點實驗室
聚合物基復合材料技術北京市重點實驗室
特種功能材料與薄膜技術北京市重點實驗室
城市運行應急保障模擬技術北京市重點實驗室
高端植介入醫療器械優化設計與評測技術北京市重點實驗室
生物材料與神經再生北京市重點實驗室
新能源汽車高效動力傳動與系統控制北京市重點實驗室
車路協同與安全控制北京市重點實驗室
先進核能材料與物理北京市重點實驗室
飛行器裝配機器人裝備北京市重點實驗室
數字化設計與制造北京市重點實驗室
微波感知與安防應用北京市重點實驗室
網絡化協同空管技術北京市重點實驗室
大型關鍵金屬構件激光直接制造北京市工程技術研究中心
北京市高效綠色數控加工工藝及裝備工程技術研究中心
高速磁懸浮電機技術及應用北京市工程技術研究中心
通用航空技術北京實驗室
通用航空北京市工程研究中心
清潔能源與高效動力北京高校工程研究中心
民航空天地一體空事系統技術重點實驗室
民航無人駕駛航空器系統重點實驗室
超循環氣動熱力前沿科學中心
