במהלך שלושת הסמסטרים הראשונים ללימודיו מקבל הסטודנט המתחיל בסיס רחב במדעים. בהמשך נלמדים היסודות של כל מקצועות האוירונוטיקה והחלל: אוירודינמיקה, מבנה, הנעה סילונית ורקטית, בקרה, אסטרודינמיקה ותכן וייצור, כאשר בשנת הלימודים האחרונה ניתנת האפשרות להעמקה באחד מתחומים אלה. בשנת לימודים זו מוצע לסטודנטים מגוון רחב של מקצועות בחירה להכרת נושאים מתקדמים והתפתחויות חדישות במדעי התעופה והחלל.
בשני הסמסטרים האחרונים ללימודיו מוטל על כל סטודנט ביצוע פרויקט אוירונוטי או פרויקט חלל מקיף, הנועד לממש את הידע שצבר בלימודיו. בחלק ניכר מהפרויקטים מבוצעות בדיקות התכנות עם מודלים מוקטנים, אם זה במנהרת הרוח או הטסה של המודלים. חלק מהפרויקטים אף זוכה לביצוע ממשי כגון: תיכון רקטה, בנייתה ושיגורה בשיתוף רפאל, ופרויקט לווין הטכניון (TECHSAT) בשיתוף התעשיה האוירית ואלביט-אלאופ.
לרשות הסטודנטים מעבדות הוראה המצוידות במיטב הציוד החדיש בשטחי האוירודינמיקה, מבני מטוסים, הנעה ושריפה, ייצור ואחזקה ובקרת כלי טיס. כמו-כן עומדים לרשות הסטודנטים משאבי מחשב משוכללים, המשמשים הן לתרגול מקצועות הנדסיים קלאסיים והן להוראת נושאים כגון גרפיקה אינטראקטיבית, סימולציה של מערכות אוויר-חלל ותכנון בעזרת מחשב.
לבסוף, חשוב להדגיש שהחינוך ההנדסי שבוגר הפקולטה מקבל מכשיר אותו לעיסוק במערכות הנדסיות גדולות, אוירונוטיות ואחרות. ואכן, בוגרי הפקולטה עוסקים במגוון הפעילויות ההנדסיות המתקדמות במדינה וחלקם מובילים ומנהלים אותן.
לימודים לקראת תואר ראשון נוסף הכולל תעודת הוראה
במקביל ללימודים לקראת תואר ראשון בפקולטה, קיימת אפשרות ללימודי תואר ראשון נוסף (הכולל תעודת הוראה) במחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים. לימודי התואר הראשון הנוסף הם באחת משבע מגמות ההתמחות הבאות: הוראת מתמטיקה, הוראת פיסיקה, הוראת כימיה, הוראת ביולוגיה, הוראת מדעי המחשב, הוראת טכנולוגיה-מכונות, הוראת אלקטרוניקה-חשמל.
משרד החינוך מעניק למקבלי תואר זה רשיון הוראה בבתי ספר על יסודיים בתחום ההתמחות. על לימודים אלה חלות כל התקנות הטכניוניות לגבי תואר ראשון נוסף. פרטים בפרק "המחלקה להוראת הטכנולוגיה והמדעים".