يقدم برنامج هندسة الطيران والفضاء في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران تعليمًا شاملاً للدراسات العليا في عدد من المجالات. الديناميكا الهوائية، وديناميكيات الغاز، والفرط صوتية، وتصميم نظام الفضاء الجوي، والدفع الفضائي، وهياكل الفضاء الجوي، وتطبيقات الفضاء الجوي البلازما، والتحسين متعدد التخصصات، وديناميكيات الطيران والتحكم هي مجالات التركيز الرئيسية. تتوفر مجموعة واسعة من البرامج متعددة التخصصات التي تلبي أهدافًا محددة. يقدم برنامج هندسة الطيران درجة الماجستير في العلوم والدكتوراه في الفلسفة. يقدم القسم أيضًا العديد من برامج شهادات الدراسات العليا في كل من هندسة الطيران والهندسة الميكانيكية. يمكن العثور على تفاصيل برامج الشهادات ضمن قائمة برامج الهندسة الميكانيكية.
الأمثلة النموذجية للأنشطة البحثية هي: تحليل وتصميم الهياكل المركبة، والصوتيات الإنشائية، والصوتيات الجوية، والهياكل الذكية، والتحكم في الاهتزازات الإيجابية والسلبية، وتحسين الأنظمة القائمة على الديناميكيات الهيكلية أو الأداء الهيكلي، والديناميكا الفلكية، والتوجيه والتحكم في الطائرات والصواريخ، والتحكم القوي متعدد المتغيرات، وتصميم الأقمار الصناعية الصغيرة، وتصنيعها، واختبارها، وهندسة الشبكات العصبية للتحكم، ونظرية التقدير، ومحاكاة الطيران في الوقت الحقيقي، وبنية موجة الصدمة غير المتوازنة، وأبحاث الدفع مع التركيز على كيفية تأثير متغيرات الوقود على الاحتراق، وتذرية الوقود السائل في التدفق الأسرع من الصوت، استقرار اللهب في أنظمة الاحتراق، دراسات سكرامجيت الاحتراق الأسرع من الصوت، ديناميكا الموائع الحسابية، مشاكل التفاعل بالليزر، الخلط المضطرب الحر، تكوينات التدفق الهجومي ذات الزاوية العالية غير المستقرة، المحاكاة الحاسوبية للتدفقات المنفصلة، السرعة المنخفضة والعالية - الديناميكا الهوائية للسرعة، والديناميكا الهوائية لأجهزة الرفع العالي، وتصميم نظام الفضاء الجوي، والتأثيرات اللزجة في التدفقات التراسونيكية.
يضم قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران العديد من المختبرات المجهزة تجهيزًا جيدًا وتقع في الحرم الجامعي الرئيسي، ومختبر التدفق دون الصوتي في منشأة خارج الحرم الجامعي. تشمل بعض المختبرات المجهزة خصيصًا في الحرم الجامعي ما يلي: مختبر التدفق الأسرع من الصوت مع نفق رياح بسرعة 4 ماخ، ونظام مقياس شدة الريح بالأسلاك الساخنة، ونظام شليرين؛ منشأة اختبار تدفق الهواء؛ مختبر الصوتيات والاهتزازات. ومختبر تشخيص بالليزر مجهز بأحدث أجهزة الليزر لإجراء التجارب المتعلقة بالديناميكا الهوائية والاحتراق؛ ومختبر اختبار المواد المركبة المزود بأحدث نظام لاختبار المواد؛ منشأة ذات تأثير منخفض السرعة ومعدات تصوير عالية السرعة؛ ومرافق كمبيوتر واسعة النطاق بما في ذلك مختبر الكمبيوتر الشخصي ومختبر رسومات الكمبيوتر المتقدم ومركز تعلم الكمبيوتر مع محطات العمل الهندسية. يشتمل برنامج محاكاة الطيران في Missouri S&T على جهاز محاكاة طيران في الوقت الفعلي ذو قاعدة ثابتة بدون شاشة عرض خارج النافذة.