1、应用力学：钱学森在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性的工作。他与卡门合作进行的可压缩边界层的研究，揭示了这一领域的一些温度变化情况，创立了卡门.钱学森方法。他还与郭永怀合作，最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念；

2、喷气推进与航天技术： 他在四十年代提出并实现了火箭助推起飞装置，使飞 机跑道距离缩短；在一九四九年提出了火箭 旅客飞机概念和关于核火箭的设想；在一九五三年研究了行星际飞行理论的可能性；在一九六二年出版的《星际航行概论》中，提出了天地往返运输系统的概念；

3、工程控制论：工程控制论在其形成过程中，把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。钱学森本人就是这类研究工作的先驱者。