مهندسی هوافضا (به انگلیسی: Aerospace engineering) شاخه‌ای است از مهندسی که با طراحی هواپیما، فضاپیما، ماهواره، ماهواره برها و مسائل و موضوعات وابسته به آن‌ها و همچنین طراحی و سیستم‌ها با تکنولوژی بالا مانند خودروهای کم مصرف و تجهیزات نفت و گاز و سیستم‌های تولید توان سر وکار دارد. این رشته مهندسی به طور کلی به دو بخش اصلی هوانوردی و کیهان‌نوردی که تا حدودی با یکدیگر همپوشانی دارند، تقسیم می‌شود.

وسایل نقلیه هوایی در شرایط جوی مختلفی پرواز می‌کنند و بارهای سازه‌ای متفاوتی بر اجزای آنها وارد می‌شود. در نتیجه این وسایل نقلیه با در نظر گرفتن تکنولوژی‌ها و علوم مهندسی متنوعی شامل آیرودینامیک، پیشرانش، اویونیک، علم مواد و تحلیل سازه‌ها طراحی و ساخته می‌شوند. مهندسی هوافضا مجموعه‌ای از علوم مهندسی ذکر شده می‌باشد و به دلیل پیچیدگی و تنوع موضوعات، مهندسین هوافضا در یکی از زمینه‌ها متخصص می‌شوند.

مهندسی هوافضا یکی از پیشروترین زمینه‌های پژوهشی است و بودجه‌های کلان نظامی و غیرنظامی که صرف این رشته می‌شود زمینه‌های پیشرفت و جهش در دیگر رشته‌های دانش و مهندسی را فراهم ساخته‌است. این مهندسی دانشی راهبردی است که در آن از دانشهای دیگر مانند مکانیک، متالورژی، علوم رایانه، عمران و الکترونیک بهره‌گیری می‌شود.