美國國家航空航天博物館坐落在華盛頓國家大草坪東部南側，是史密斯博物館區內的一座，展館佔據了第四街到第七街間的3個街區。從1976年開放以來，每年參觀者都超過一千萬人次。
這座博物館是世界上航空和航天領域收藏展品最豐富的博物館。同時它也是重要的研究中心，研究項目包括航空、太空飛行的科學和技術，地球科學和行星學。這個館收集了代表尖端技術的飛機、宇航器、火箭、導彈、各種航空發動機、推進器大量模型。
此外還有飛行服、獎品、儀器、飛行設備，以及著名發明家、飛行員、重要航空史實的遺留物。展品包括1903年第一次成功載人飛行的懷特兄弟飛機，首架不間斷跨越大西洋的飛機——聖路易斯精神號，世界上第一顆人造衛星——斯帕特尼克1號，阿波羅11號第一次登月的登月艙——哥倫比亞，還有可以觸摸的月球岩石標本等。
博物館用不同的主題，把相關的展品串聯起來。此外博物館內的洛克馬丁IMAX電影劇場和愛因斯坦天文館，以及各種飛機航行模擬器，將航空航天的體驗，直觀並完整地呈現在遊客面前。