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天空首先是属于大自然的精灵——鸟儿与昆虫的。
全世界有名有姓的鸟儿接近1万种、昆虫100万种，绝大部分都会飞，或者说按其本性都会飞，只不过其中的极少部分飞行功能退化了，如鸟类中的企鹅、鸵鸟等，昆虫中的蚂蚁（但蚁后在需要重建蚁群时会生出翅膀，完成使命后翅膀脱落）等。飞的最高的鸟儿可以从地面直飞9000米高空，而昆虫是近地动物，飞行高度从生存地向上，一般不超过10米。在人类文明出现前的漫长岁月里，天空完全属于这些精灵。113年前，现代飞机问世后，天空成为人类和精灵们真正共享的空间。
迄今能够飞行的人造物（机械）为两大类——航空器和航天器。林林总总，莫出其外。人类的飞行活动也就有了“航空”与“航天”之分。航空在前，航天在后。
透明的天空本无界限，人类为了研究飞行活动，将其分为不同的高程，于是对赖以飞行的自然环境有了理性的认识。从地表向上，依次为对流层（0～20km）、平流层（20～50km）、中间层（50～85km）、热层（85～800km）、散逸层（800km向上）。
航空器离不开有一定密度的空气。大体说来，热层低端大约100km向下是航空器的活动空间，按高度依次有直升机、飞机、气球、气艇、火箭和以火箭为动力的飞机等；以上是航天器的活动范围，依次有低轨道卫星、空间实验室、穿梭机、同步卫星和空间探测器等。
近年来引起空天科技界重视的临近空间（也称近空间）大致在20～100km高度范围，在这个范围里，空气密度随高度增加而急剧变小，航空器要驻留在此空间，特别是高端，必须解决一系列新的科学技术难题，但总的来说仍然属于航空活动范畴，临近空间飞行器也更多地带有航空器的特点。
人类创造了许多不同种类的航空器，这是航空科学技术的产物，与生俱来地带有特定的技术属性，我们应该尽量准确地理解和使用航空器概念。
航空器分为两大类——轻于空气的航空器和重于空气的航空器。前者的科学基础为空气静力学，后者的科学基础为空气动力学等。前者历史久远，主要有气球、气艇等浮空器。后者中除火箭外，出现较晚。1903年莱特兄弟的惊世一飞所以是里程碑式的事件，就是从这一天开始，人类制作的重于空气、自带动力、可控、载人的航空器成为现实，这是现代飞机的开山之作，而其注定对人类社会生活与经济活动带来全球性的、更大、更深刻和更久远的影响。
现代航空器的两大主流样式是固定翼与旋翼，或简言之飞机与直升机。一般说来，以固定翼为主要升力面的航空器，称为飞机。以旋翼获取升力的航空器称为旋翼航空器，包括旋翼机和直升机两类。
旋翼机和直升机的工作原理有很大区别。主要区别在于，旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，发动机不是以驱动旋翼为其提供升力，而是在旋翼机飞行的过程中，由前方气流吹动旋翼旋转产生升力，象一只风车的运行；而直升机的旋翼与发动机传动系统相连，既产生升力，又提供飞行的动力，更象一台侧立的电风扇。在飞行中，直升机的旋翼面向前倾斜，而旋翼机的旋翼则向后倾斜。由于旋翼机的旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，因此无需像单旋翼直升机那样，设置尾桨，但是一般装有尾翼，以控制飞行。
有人习惯地将直升机称作直升飞机，似无不可。但如果将直升机直称为飞机，或归为飞机，则不妥。
迄今，载人飞机最高飞行高度约为30km，而直升机为12km。
近年来发展迅猛的无人机，本质上仍归为飞机和旋翼航空器，即无人飞机和无人旋翼机或无人直升机，只不过是站在另一视角——驾驶员是否在机内，来研究与分析其属性。多数民用工业级无人机和消费类无人机的飞行高度在数百米以内，其飞行范围也多在视距内。航空运动和科普用动力航空模型、滑翔机、动力伞等，也是云端的“弄浪儿”，其飞行区域，与消费类无人机相仿，同寻常百姓的求知与生活，同样关系亲近而直接。
航空（Aviation）是指：人类利用载人或不载人的器械在地球大气层中从事的飞行及有关活动。人类必须依靠专门器械才能飞行，这种器械便是航空器。航空必须在大气层内完成，大气为航空飞行提供了必要条件，但是，大气层的高程超过1200km，已经远远超出了当今航空活动的范围。
航天（Spaceflight）是指：人类利用载人或不载人的器械在地球大气层之外从事的飞行及有关活动。但事实上，现实的许多典型航天活动并没有超出地球大气层的范围。
那么，实际上航空与航天的空间是如何界定的呢？
《国际航空法》和《国际外层空间法》将地表之上的空间分为“空气空间（Airspace）”和“外层空间（Outerspace）”，并定义：在空气空间内的飞行活动为航空，在外层空间的飞行活动为航天。
由于空气空间涉及到一个国家的领空主权，而外层空间目前尚属“公共空间”，因此对两者界面的划分有敏感的政治军事考量，迄今还没有统一的法律定义。有多种划分主张，综合起来，我认为以下4种主张值得考虑：
1. 以当代航空器的最高升限来划分，之下为空气空间，之上为外层空间，目前航空器的最高升限约为30～40km。
2. 以航天器能环绕地球飞行的最低轨道高度，即临界轨道高度来划分，此高度约110km。
3.以“卡门线”来划分，上世纪50年代，国际航空运动联合会（FAI）将距离地面100km的高度定义为“卡门线”，卡门线以下为空气空间，卡门线以上为外层空间。
4.上世纪80年代，美国航空航天局（NASA）认定飞行高度到达或超过80km的人为太空人；从一个侧面，意味着将80km、即大致为中间层顶认定为航空与航天的空间界线。
显然第1个主张仅考虑现阶段飞机和直升机的升限，对空气空间的界定太低。后三个主张则比较接近，即空气空间的高度上限在100～120km，大约为临近空间的上限。换言之，空气空间的高度范围覆盖对流层、平流层、中间层，直抵热层下端。
由于航空与航天的飞行环境不同，航空环境充满了大气，航天环境为真空或近似真空态，因此具有不同的技术特点。
1.飞行原理各有特点。航空器升力主要源于空气动力或空气静力，航天器则遵循天体力学原理。
2.飞行速度有所不同。目前最快的航空器速度为6.72Ma，航天器若要脱离地球引力范围，至少达到7.9km/s的第一宇宙速度。
3.采用不同的动力装置。航空器主要采用吸气式发动机，通过吸收空气中的氧气作氧化剂，航天器需要自带燃烧剂和氧化剂，多采用火箭发动机。
4.飞行方式各有特点，航天器均沿着特定的轨道飞行，而航空器则无需遵循轨道飞行规律。
在科学技术上航空与航天同宗，关联密切；如果一定视作两个产业，他们之间约60～70%的技术相通。航空技术是航天技术的基础，没有航空便没有航天。随着人类飞行包线的一再突破，航空飞行成为航天飞行中的一个环节或曰阶段，航天器须穿越大气层或返回时再入大气层方可完成使命。而随着技术的发展与进步，航空航天事业正呈现“空天一体”，即空间上绵延一体、技术上深度融合的趋势。尤其是临近空间飞行器的研发，可水平起降和重复使用的新空天飞机的研发，急切呼唤空天技术的结合，昭示着空天一体新时代的到来。
航空航天都离不开赖以支撑其存在和发展的自然环境，即大气层。大气层是指包裹在地球周围的一层大气。其主要成分是氮气（78.1％）、氧气（20.9％）及二氧化碳、水蒸汽等，厚度超过1200km。自下而上分为对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层。
对流层是最主要的航空活动空间。顾名思义，对流层内的空气发生着强烈的对流运动。它位于大气层的最低层，紧靠地球表面，其厚度在低纬度地区平均为17～18km，中纬度地区10～12 km，高纬度地区8～9km。对流层集中了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水蒸汽。对流层内的气温随高度升高而降低，平均每上升100m，气温下降0.65°C。对流层内温度、湿度的水平分布也不均匀，在高纬度内陆地区，寒冷而干燥；在热带海洋上空，则温暖而潮湿。
平流层位于对流层之上，其顶界延伸到约50km高度，因空气相对平稳流动而得名。在平流层下半部，气温基本保持在-55°C左右；但到25km以上，气温随高度而急剧升高。在平流层的中间，距地面约20～30km的高度上，氧分子在紫外线作用下变成臭氧，形成臭氧层。在平流层中，空气密度比对流层小得多，水汽和尘粒含量也极少，气流平稳，天气晴好，这有利于飞行活动，但由于空气密度小，使吸气式动力的效率和航空器的操纵效率降低。
平流层以上是中间层，其顶界高度距地表85km左右。中间层又分为逆温层和混合层，逆温层由平流层顶延伸至60km高度，气温随高度而显著上升，层顶可达270～290K；逆温层的上方是混合层，气温又开始急剧下降，空气有强烈的垂直运动。目前，中间层几乎还是飞行活动的空白区域，“临近空间”技术旨在开发利用该层空间，是空天技术领域里的研究热点。
热层位于中间层顶至800km的高度，热层空气质量仅占大气总质量的0.5%，空气密度小到连声音都难以传播。热层气温随高度而迅速上升，上部可达750～1000K。在热层中有两个电离程度相对较强、被称为“电离层”的层次，一个是E层，位于90～130km高度，另一个是F层，位于200～400km高度，电离层对无线电通信有着重要影响。
热层以上的大气统称为散逸层。这里，空气已极其稀薄，且受地球引力作用小，因而大气质点不断向星际空间逃逸。至1200km处（也有说1600km），可认为是大气层的边界。
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