航天學院是西北工業大學 “三航”特色學院之一，設有飛行器設計與工程、探測制導與控制技術、飛行器動力工程3個本科專業，飛行器設計、導航制導與控制、航空宇航推進理論與工程等6個碩士點和博士點，其中3個本科專業均為陜西省名牌專業，飛行器設計、航空宇航推進理論與工程被評為國家重點學科。
學院下設航天設計工程系、航天控制工程系、航天推進技術系、航天系統工程系等4個專業系和1個飛行控制與仿真技術研究所；擁有2個國家級重點實驗室、2個省級實驗室和工程中心、7個學科專業實驗室、3個研究所以及航天實驗教學中心。“十一五”期間，編寫和出版各類教材30余部；建成國家精品課程4門，陜西省精品課程5門，陜西省“航天特色專業人才培養模式創新實驗區”。部分教師參與完成的“CZ—2F運載火箭故障模擬仿真系統”科研項目為成功發射“神舟”載人飛船做出了重要貢獻，受到總裝備部中國載人航天工程辦公室表彰。
學院現有各類在校學生1300余人，其中本科生800余人，碩士生、博士生530余人。50年來，學院已為國家培養了以“全國十大杰出青年”雷凡培、李鴻，第九屆中國青年“五四”獎章獲得者馬佳，“全國優秀青年學生”、陜西省教學名師周軍等為代表的航空航天領域高素質科技人才5000多名；學院2個博士生班先后被授予“全國先進班集體”稱號。