O sonho de voar remonta, para o ser humano, desde a pré-história. Muitas lendas, crenças e mitos da antiguidade envolvem ou possuem fatos relacionados com o voo, como a lenda grega de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre outros inventores visionários, desenhou um avião, no século XV. Com o primeiro voo feito pelo homem (Jean-François Pilâtre de Rozier e François Laurent d'Arlandes) num aeróstato (aeronave mais leve que o ar), um balão, o maior desafio tornou-se a criação de um aerodino (máquina mais pesada do que o ar), capaz de alçar voo por meios próprios.
Anos de pesquisas por muitas pessoas ávidas do tão sonhado voo produziram resultados fracos e lentos, mas contínuos. Em 28 de agosto de 1883, John Joseph Montgomery tornou-se a primeira pessoa a fazer um voo controlado em uma máquina mais pesada do que o ar, em um planador. Outros aviadores que fizeram voos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.
No começo do século XX, o primeiro voo numa máquina mais pesada do que o ar, capaz de gerar a potência e sustentação necessária por si mesmo, foi realizado. Porém, isso é um fato polêmico, já que Santos Dumont é creditado no Brasil como o responsável pelo primeiro vôo num avião, enquanto que na maior parte do mundo, o crédito à invenção do avião é dado aos irmãos Wilbur e Orville Wright, de origem norte-americana, com excepção da França em que se credita ao seu verdadeiro inventor, Clément Ader, que efetuou o primeiro voo de um objeto mais pesado que o ar propulsionado a motor em 9 de outubro de 1890, embora seja ignorado completamente pelo resto do mundo pois seus voos foram realizados em segredo militar e só se soube da sua existência muitos anos depois. É de notar, no entanto, o fato curioso de que, apesar de Clément Ader não ser reconhecido como o pai da aviação, o termo por ele criado para os seus aparelhos, "Avion" (avião em português), é utilizado em todas as línguas latinas para descrever os aparelhos mais pesados que o ar.
Guerras na Europa, em especial, a Primeira Guerra Mundial, serviram como palco de testes para o uso do avião como armamento. Primeiramente visto por generais e comandantes como um "brinquedo", o avião provou ser uma máquina de guerra capaz de causar sérios estragos nas linhas inimigas. Na Primeira Guerra Mundial, grandes ases surgiram, dos quais o maior foi o alemão Barão Vermelho. Do lado aliado, o ás com a maior quantidade de aeronaves abatidas foi René Fonck da França.
Após a Primeira Guerra Mundial, os aviões passaram por inúmeros avanços tecnológicos. Em 1919, os britânicos John Alcock e Arthur Whitten Brown realizaram a primeira travessia transatlântica num avião. Associando-se a Sacadura Cabral, Gago Coutinho realizou em 1921 a primeira travessia aérea do Atlântico Sul. João Ribeiro de Barros foi o primeiro nas Américas a relizar uma travessia aérea transatlântica, em 28 de abril de 1927. Charles Lindbergh tornou-se a primeira pessoa a cruzar o Oceano Atlântico num voo solo sem escalas, em 20 de maio de 1927. Os primeiros voos comerciais foram realizados entre os Estados Unidos e o Canadá, em 1919. A turbina a jato foi desenvolvida na década de 1930, e aviões a jato militares já começaram a operar na década de 1940.
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