調布航空宇宙センターには、研究開発本部や航空プログラムグループがあり、先進的な航空科学技術の確立や、長期的な視野に立った先進的な宇宙・航空分野の基礎・基盤技術の研究開発を行っています。施設内にはそのためのさまざまな大型試験設備があり、JAXA内外の研究開発にも広く利用されています。
中でも風洞やスーパーコンピュータなどの試験設備は、わが国最大級の規模です。風洞設備は、人工的に空気の流れを作り、模型などを用いて航空機や宇宙往還機の機体周りの空気力や流れを調べるもので、低速から極超音速までの速度域をカバーする各種風洞を整備しています。膨大な計算を行うためのスーパーコンピュータでは、数値シミュレーションによって超音速実験機や宇宙機などの設計や解析を行ったり、さらには機体の振動、エンジン内の燃焼といった現象を解明するためのプログラムも開発しています。
また、大島や新島とのアクセスに利用される東京都調布飛行場に隣接した分室では、実験用航空機や飛行シミュレータを利用した技術実証や、次世代航空機の研究なども進めています。