A história da aviação remonta a tempos pré-históricos. O desejo de voar está presente na humanidade provavelmente desde o dia em que o homem pré-histórico passou a observar o voo dos pássaros e de outros animais voadores. Ao longo da história há vários registros de tentativas malsucedidas de voos. Alguns até tentaram voar imitando pássaros: usar um par de asas (que não passavam de um esqueleto de madeira e penas, imitando as asas dos pássaros), colocando-os nos braços e balançando-os.
Muitas pessoas acreditavam que voar fosse impossível, e que era um poder além da capacidade humana. Mesmo assim o desejo existia, e várias civilizações contavam histórias de pessoas dotadas de poderes divinos que podiam voar; ou pessoas que foram carregadas ao ar por animais voadores. A história moderna da aviação é complexa. Desenhistas de aeronaves esforçaram-se para melhorar continuamente suas capacidades e características tais como alcance, velocidade, capacidade de carga, facilidade de manobra, dirigibilidade, segurança, autonomia e custos operacionais, entre outros. Aeronaves passaram a ser feitas de materiais cada vez menos densos e mais resistentes. Anteriormente feitas de madeira, atualmente a grande maioria das aeronaves usa materiais compostos - como alumínio e fibras de carbono. Recentemente computadores têm contribuído muito no desenvolvimento de novas aeronaves e componentes.
Antiguidade - Idade Moderna: Primeiros desenhos e teorias
Acredita-se que por volta de 400 a.C. Archytas, um estudioso da Grécia Antiga, construiu um pombo de madeira capaz de "voar" por cerca de 180 metros. Acredita-se que este pombo utilizava um jato de ar para alçar voo, embora não se saiba o que produzia tais jatos. Archytas pode ter amarrado a ave a um braço mecânico giratório, ou por cordas, o que faria o pombo planar por um longo tempo no ar, controlando assim o voo do pássaro até que o jato acabasse. Este pombo de madeira seria a primeira máquina voadora que movimentava-se por meios próprios.
Por volta de 300 a.C. os chineses inventaram a pipa, bem como as técnicas de fazê-la "voar" no ar. Uma pipa é um tipo rudimentar de planador.
Por centenas de anos várias pessoas acreditaram que seus corpos voariam ou flutuariam no ar se eles usassem asas, colocando-as nos braços e balançando-os, tomando como exemplo o voo de animais capazes de voar como pássaros ou morcegos. Naturalmente todas as tentativas de voar usando tais apetrechos falharam, com diversas fatalidades ocorrendo nestas tentativas mal sucedidas de alçar voo com tais aeronaves de propulsão humana.
Em torno de 200 a.C., o matemático e inventor grego Arquimedes descobriu como os objetos flutuavam em líquidos. Conta-se que ele o descobriu em sua banheira e, encantado com sua descoberta (e nu), saiu pelas ruas de Siracusa exclamando Εύρηκα! ("Eureca!", que significa "Eu descobri!"). Em 1290 o monge inglês Roger Bacon escreveu que o ar, como a água, tinha algumas características de sólidos. Bacon estudou as ideias de Arquimedes e chegou à conclusão que, se as pessoas pudessem construir uma máquina que tivesse as características adequadas, o ar iria suportar a máquina assim como a água suporta um navio.
Muito provavelmente foi o artista e inventor italiano Leonardo da Vinci a primeira pessoa a se dedicar seriamente a projetar uma máquina capaz de voar carregando um ser humano. Tais máquinas eram planadores e ornitópteros: máquinas que usavam o mesmo mecanismo usado por pássaros para voar - através do movimento constante das asas para cima e para baixo. Da Vinci nunca construiu tais máquinas mas seus desenhos ficaram preservados e, posteriormente, já no século XIX e século XX um de seus desenhos - um planador - foi considerado notável. Em um estudo recente um protótipo baseado no desenho deste planador foi criado e, de fato, seria capaz de planar. Porém ao interpretar o desenho do planador, algumas ideias modernas de aerodinâmica foram também utilizadas pelos pesquisadores. Mesmo assim este desenho é considerado o primeiro esboço sério de uma aeronave tripulada.
Em Portugal, João Torto, natural da Beira, barbeiro, astrólogo, e mestre de primeiras letras, com "carta de sangrador" do Hospital de Santo António em Viseu, construiu umas asas de pano e, a 20 de junho de 1540, teve permissão para lançar-se do alto da torre da Sé de Viseu, com o objetivo de aterrar no Campo de São Mateus. Chegou a planar alguns metros e a pousar no telhado da capela de São Luís, mas acabou por cair à rua, e perder a vida.
Aeronaves mais leves do que o ar
O primeiro voo bem-sucedido de um balão de ar quente foi o da passarola construída por Bartolomeu de Gusmão, um luso-brasileiro nascido no Brasil colonial que alçou voo em 8 de agosto de 1709 na corte de Dom João V de Portugal, em Lisboa. A experiência teria falhado apesar do invento ter se elevado acima do solo durante alguns momentos. Não sobreviveram descrições detalhadas do aparelho, mas alguns desenhos fantasiosos da excêntrica aeronave estão impressos no periódico Wienerische Diarium de 1709. Segundo uma crônica do período o aparelho consistia em "um globo de papel grosso, metendo-lhe no fundo uma tigela com fogo", e teria voado por "mais de vinte palmos". No entanto a passarola possuiu pouca ou nenhuma influência nos desenvolvimentos bem-sucedidos da aviação que viriam posteriormente.
O primeiro estudo de aviação publicado foi "Sketch of a Machine for Flying in the Air" (Rascunho de uma Máquina para Voar), de Emanuel Swedenborg, publicado em 1716. Essa máquina voadora consistia em uma fuselagem e duas grandes asas que se movimentariam no eixo horizontal da aeronave, gerando assim o empuxo necessário para a sustentação da aeronave. Swendeborg sabia que tal aeronave jamais voaria, mas disse que problemas existentes no desenho seriam futuramente resolvidos. Disse:
A "forte barra em espiral" descrita por Swedenborg é o que atualmente chamamos de hélice. Swedenborg sabia que a sustentação e a maneira de gerar a tal sustentação seriam indispensáveis para a criação de uma aeronave capaz de voar por meios próprios.
O segundo voo humano de que se tem notícia foi realizado em Paris, em 1783 (o primeiro foi o do padre luso-brasileiro Bartolomeu de Gusmão). Um doutor, Jean-François Pilâtre de Rozier, e um nobre, François Laurent d'Arlandes, fizeram um voo livre numa máquina: eles voaram por oito quilômetros em um balão de ar quente inventado pelos irmãos Montgolfier, fabricantes de papel. O ar dentro da câmara de ar do balão era aquecido por uma fogueira de madeira. O curso a ser tomado por tal balão era incontrolável, ou seja, voava onde quer que o vento o levasse. Esse balão, por ser pesado, alcançou uma altura máxima de apenas 26 metros. Os irmãos Montgolfier continuariam a fabricar outros balões. Os voos bem-sucedidos dos balões dos Montgolfier fizeram com que o balonismo se tornasse muito comum na Europa ao longo do século XVIII. Balões permitiram o aprofundamento nos conhecimentos da relação entre altitude e a atmosfera. Inclusive Napoleão Bonaparte cogitou usar balões numa possível invasão francesa à Inglaterra, embora este uso não tenha sido concretizado.
Outros inventores passaram a substituir o ar quente por hidrogênio que é um gás mais leve do que o ar, mas mais perigoso pois tal gás explode com facilidade. Mesmo assim, o curso de tais balões não podiam ser controlado, e somente a altitude continuou a ser controlável pelos aviadores.
No século XIX, em 1852, o dirigível foi inventado. O dirigível é uma máquina mais leve do que o ar com a diferença que, ao contrário do balão, seu curso poder ser controlado através do uso de lemes e de motores. O primeiro voo controlado em um dirigível aconteceu ainda no mesmo ano. Esse dirigível, o Giffard, inventado e controlado por Henri Giffard voou 24 km, na França, usando um motor de combustão externa (a vapor). Ao longo do fim do século XIX e nas primeiras décadas do século XX, o dirigível foi uma opção séria e confiável de transporte. O dirigível chegou, inclusive, a ser usado na Primeira Guerra Mundial para efetuar bombardeios.