С самого своего основания Харьковский авиационный институт не только готовил специалистов для авиационной и ракетно-космической промышленности, но и являлся ведущей научной организацией в своей области. Многие разработки сотрудников университета можно с полной уверенностью назвать инновационными.
Сегодня университет превратился в мощный научно-исследовательский комплекс со своими научными традициями и всеобщим признанием. В рамках университета функционируют более 20 научных школ, деятельность которых связана с исследованиями в области физики твердого тела, фундаментальных и прикладных направлений математики, механики жидкости, газа и плазмы, информационных технологий и проблем разработки и создания образцов авиационно-космической техники.
Вклад университетской науки в развитие национальной аэрокосмической науки и техники огромен. Два объекта научной базы ХАИ носят статус Национального достояния Украины: это аэродинамический комплекс и научно-исследовательский институт проблем физического моделирования режимов полета. ХАИ также активно сотрудничает с различными организациями, фирмами и учреждениями многих стран мира.