航天學院是1987年6月經國家航天工業部批准，由學校將控制工程系、無線電工程系、力學系和飛行器總體研究室組建而成，這是我國第一個以培養高階航天專門人才和從事航天高技術研究為主的學院。
九十年代，學校將鐳射和光學工程兩個專業劃入學院，並在航天部的支援和中國空間技術研究院的協助下，建立了我國最早的衛星工程、飛行器環境工程兩個航天類新專業和衛星工程、載人航天工程兩個教研室。2003年學院將系和教研室兩級機構整合為直屬學院的12個系、研究所(中心)和一個電子與資訊科技研究院。2009年6月研究院獨立成為學院。
學院設有一級學科5個(含二級學科點15個)，本科專業10個。這些一級學科均為博士學位授予權點並建有博士後流動站，同時建立國家重點一級學科2個、國家重點二級學科9個。在2012年進行的高校一級學科排名中，學院有4個進入了全國前五名。學院還設建立國家級教學團隊1個、國家級教學基地2 個、國家級實驗教學示範中心2個，國家級重點實驗室2個、省部級重點實驗室2個、國防重點學科實驗室3個，是國內航天主幹學科最為齊全、規模最大的航天學院。
經過幾代學者的不懈努力，學院積澱了濃厚的學術底蘊，形成了一支以著名大師和知名學者為骨幹的高水平師資隊伍，其中教授126人，含中國工程院院士6人、長江學者特聘教授9人、國家傑出青年基金獲得者5人、中國青年科技獎獲得者4人、國家教學名師2人、博士生導師123人，新時期高階知識分子的楷模、著名光學專家馬祖光院士是這支隊伍的傑出代表。學院還建立國家創新研究群體2個、教育部創新團隊3個，國防科技創新團隊3個，是全校人才培養和科學研究實力最強的學院。
學院承擔著包括國家重大基礎研究專案在內的多項研究課題。2004年4月成功發射的“試驗一號”和2008年11月成功發射的“試驗三號”衛星以及“××××××科學試驗”等研究課題成為全校的重大標誌性專案，近年來獲省部級以上獎勵二百多項，其中國家級獎勵27項，近三年科研經費累計13億元以上。
學院在讀學生3465人，其中博士生582人，碩士生928人。近幾年本科畢業生約有70%保送或考取了研究生。畢業生就業以高等院校、國家研究院所以及國內外知名企業為主。
學院培養的人才很多已成為各領域的領軍人物和骨幹力量，如中國航天科技集團總經理馬興瑞、中國航天科技集團副總經理袁家軍、神舟七號飛船系統總設計師張柏楠、海王集團總裁張思民、新聞集團副總裁高群耀等。早期曾在院內各專業就讀的有原國務委員宋健、總政治部主任李繼耐、原總裝備部副部長鬍世祥、原國家航天局長欒恩傑、載人航天運載火箭系統總設計師劉竹生等。
學院與中國航天科技集團、中國航天科工集團各研究院所建立了緊密的合作關係，聘請了著名科學家宋健、航天元勳任新民、國家科技特等獎獲得者孫家棟和王永志、航天英雄楊利偉等幾十位著名航天專家為兼職教授，這些單位還在學院設立了多種航天獎學金。
學院積極開展國際交流與國際合作，與美國密歇根大學、日本東京大學等著名高校建立了海外學術活動基地，與俄、美、日等二十幾所著名高校和研究機構建立了友好合作關係。
目前學院正在發揮實力強、起點高、發展快的優勢，力爭早日躋身於世界一流航天學院的行列。