錢學森是我國航天科技事業的先驅和杰出代表，在空氣動力學、航空工程、噴氣推進、工程控制論、物理力學等技術科學領域作出了開創性貢獻，是中國近代力學和系統工程理論與應用研究的奠基人和倡導人。

　　1956年初，錢學森向中共中央、國務院提出《建立我國國防航空工業的意見書》。同年，國務院、中央軍委根據他的建議，成立了導彈、航空科學研究的領導機構——航空工業委員會，并任命他為委員。1956年，錢學森受命組建中國第一個火箭、導彈研究所——國防部第五研究院并擔任首任院長。他主持完成了“噴氣和火箭技術的建立”規劃，參與了近程導彈、中近程導彈和中國第一顆人造地球衛星的研制，直接領導了用中近程導彈運載原子彈“兩彈結合”試驗，參與制定了中國近程導彈運載原子彈“兩彈結合”試驗，參與制定了中國第一個星際航空的發展規劃，發展建立了工程控制論和系統學等。

　　在控制科學領域，1954年，錢學森發表《工程控制論》的學術著作，引起了控制領域的轟動，并形成了控制科學在上世紀50年代和60年代的研究高潮。　1957年，《工程控制論》獲得中國科學院自然科學獎一等獎。同年9月，國際自動控制聯合會(IFAC)成立大會推舉錢學森為第一屆IFAC理事會常務理事。他也成為該組織第一屆理事會中唯一的中國人。

　　在應用力學領域，錢學森在空氣動力學及固體力學方面做了開拓性研究，揭示了可壓縮邊界層的一些溫度變化情況，并最早在跨聲速流動問題中引入上下臨界馬赫數的概念。1953年，錢學森正式提出物理力學概念，主張從物質的微觀規律確定其宏觀力學特性，開拓了高溫高壓的新領域。

　　在系統工程和系統科學領域，錢學森在80年代初期提出國民經濟建設總體設計部的概念，堅持致力于將航天系統工程概念推廣應用到整個國家和國民經濟建設，并從社會形態和開放復雜巨系統的高度，論述了社會系統。他發展了系統學和開放的復雜巨系統的方法論。

　　在噴氣推進與航天技術領域，錢學森在40年代提出并實現了火箭助推起飛裝置，使飛機跑道距離縮短；1949年，他提出火箭旅客飛機概念和關于核火箭的設想；1962年，他提出了用一架裝有噴氣發動機的大飛機作為第一級運載工具，用一架裝有火箭發動機的飛機作為第二級運載工具的天地往返運輸系統概念。

　　在思維科學領域，錢學森在80年代初提出創建思維科學技術部門，認為思維科學是處理意識與大腦、精神與物質、主觀與客觀的科學，推動思維科學研究是計算機技術革命的需要。他主張發展思維科學要同人工智能、智能計算機的工作結合起來，并將系統科學方法應用到思維科學的研究中，提出思維的系統觀。

　　在人體科學、科學技術體系等方面，錢學森也作出了重要貢獻。