國科會工程處航太及熱流學門著重推動航空、太空、熱傳、流體力學相關之國家科技發展與學術性研究。航太及熱流學門涵蓋機械、電子、電機、化工、材料、通訊、能源、醫工、飛航安全與人因甚至管理科學等尖端系統科技。近年來，學門研究在學術面上追求開放而活潑的空間，從傳統航空太空領域追求更快更大更高更遠的飛行載具平台，到應用航太技術開發周遭切身而尚未深入研究的民生與自然課題，包括仿生、微奈米流體系統於生醫與組織工程之應用、先進熱流技術、無人與拍撲翼飛行體、先進太空與航測科技、建置氣候變遷災害防治觀測系統、風能太陽能再生能源科技、節能綠色燃燒與推進技術、整合衛星導航飛航安全、飛航人因工程與事故預防等，都有明顯的進展而且成果豐碩。
為加強凸顯航太及熱流學門在系統面、產業面、整合面、與國家六大核心戰略產業的努力與貢獻，未來學門的重點方向規劃為：
(一) 航太領域
1. 國機國造、潛艦推進流體力學、航空發動機、匿蹤戰機空氣動力分析
2. 精進火箭、飛彈技術、極音速飛行系統
3. 水陸空複合式飛行系統、個人飛行系統、無人飛行系統
4. 低軌道通訊衛星、立方衛星、衛星推進系統、衛星熱管理
5. 全球定位整合衛星通訊於民航導航航管與監控
6. 太空遙測科技、建置氣候變遷、災害防治與整合國土觀測系統，提供情境模擬平台
7. 行星探測、太空旅行
(二) 熱流領域
1. 2050淨零碳排：航空燃油、氫能汽車/機車、高蓄能電池熱管理、零能建築熱流、建築熱流/節能/防火、燃燒技術、高效 率動力機
2. 疫情防治技術：生醫檢測、冷鏈與超低溫冷凍系統、微流體、生醫與生物熱流
3. 熱管理技術：二相/三相流、奈米材料(石墨烯、奈米碳管)熱傳應用、高溫、超薄或超長熱管、熱虹吸管、蒸發腔、多孔性 材料、熱電元件設計、超緻密型熱交換器
4. 多尺度熱流傳播現象、計算量子力學、蒙地卡羅模擬、計算分子動力學、晶格波茲曼模擬、紊流DNS模擬
5. 先進製造技術、振鏡系統溫度控制、高能雷射加工熱裂解、流體化床、金屬粉末床燒結、積層製造熱流