博物館の建設にあたっては、成田空港開港に関連し1977年に地元芝山町の要望の一つとして運輸大臣に提出されたものとなります。
これに対し運輸省は博物館の実現を図るため、1978年10月（財）航空振興財団に博物館建設に係わる調査・検討を依頼しました。そして1984年6月に博物館の建設・運営の事業主体となる（財）航空科学振興財団が設立され、新東京国際空港公団（当時）の協力を得て、建設、展示の実施計画、資金及び展示物の調査作業が進められ、1989年8月に開館しました。

当時、世界の航空先進諸国は航空博物館を設置し、貴重な資料を展示して国民に航空の歴史を伝えるとともに、航空に対する理解と認識を深め、航空界の発展のために貢献していました。
日本の航空事業は、1952年の民間航空再開以来、飛躍的な発展を遂げ、その成果は各国から注目されるまでになり、かねてから航空関係者等から航空博物館を創設し、民間航空の実状の紹介、航空界の歴史的経緯の展示等が強く要望されておりました。
このため、財団は、特に青少年に対し航空に関する科学知識についてその啓発を図り、 航空思想の普及及び航空科学技術の振興に寄与し、あわせて日本の航空事業発展に貢献することを目的に、総合的な航空思想普及施設として「航空科学博物館」を建設することとしました。