南京航空航天馆主要包括飞行器展区和发动机展区，作为中国航空学会批准的全国三大馆之一，在南航数十年的教学科研过程中，积累了大量的飞行器珍贵藏品，从新中国自行研制的第一种大型无人机——长空一号，到世界上最轻的超音速战斗机——歼12，再到我国现役的第一种专用武装直升机——发动机，也是馆内一大亮点。馆内发动机包括早期的航空活塞发动机、二战之后兴起的涡喷发动机以及此后衍生出的涡扇发动机、涡桨发动机、和涡轴发动机。作为飞机的心脏，每一次飞行器的性能飞跃，都伴随这发动机的重大变革。
在各级政府和主管单位支持下，南京航空航天馆获得了社会各界的认可，被国家及省市不同部门认定为科普基地和爱国主义教育基地，其中有国家大学生文化素质教育基地、国防科技工业军工文化教育基地、国家级实验教学示范中心、江苏省科普教育基地、江苏省科普场馆扩大开放试点单位、南京市科普教育基地、南京市爱国主义教育基地。
