1. 空气动力学：湍流和高超声速空气动力学。研究内容包括试验系统建设、空气动力学试验技术发展，并在可压缩和不可压缩湍流流动理论问题和数值模拟，尤其是下一代高超飞行器的湍流与边界层转捩理论、高精度数值模拟以及可压缩湍流的混合和粒子输运、多相流动方面开展研究工作。

民机空气动力学。研究内容包括边界层和发动机内流湍流模型研究；民机空气动力学计算软件研制；民机气动布局的气动、噪声、排放预测；民机气动布局的优化设计方法等。

2. 制导控制与遥感通信：空天信息获取和处理理论与技术。主要研究新型光电遥感器装备及其关键技术；航空航天成像机理和遥感信息模型；高分辨率星载遥感成像传感器设计；建立航空航天遥感信息获取、传输、处理和应用的理论与技术体系。

航空航天导航定位微系统理论与技术。主要研究新型卫星导航定位应用装备及其关键技术；开展组合导航定位技术、精确制导技术的研究，提高各类武器和作战平台的导航精度与可靠性。

3. 推进技术：航空发动机中的湍流、燃烧、噪声和控制问题。研究内容包括大型航空发动机旋转部件湍流、散热、噪声研究；燃烧室燃烧和喷流噪声问题；可替代燃料稀薄燃烧问题；发动机相关的流动稳定性；和面向控制的复杂系统建模等科学问题。

4. 新型飞行器设计：下一代新型飞行器的空气动力学、控制、推进一体化设计问题。研究内容包括下一代高超飞行器的气动特性预测；复杂系统的面向控制建模；飞行器轨道和姿态一体化控制和优化等。

5. 飞行器机构与结构设计与分析：研究内容包括先进飞行器结构设计与分析，多体系统动力学与控制；机器人及空间机构动力学与控制，人工智能与复杂系统动力学建模；飞行器轨道和姿态一体化控制和优化等。