概述（远古—1900年）
人类关于飞行的理想由来已久。最初人们受鸟的启发，幻想通过人造翅膀模仿鸟类实现扑翼飞行，但千百年来这种努力一直没有成功。在扑翼飞行难以成功的情况下，人们只能借助小说或诗文表达对飞行的向往。古代中国以及其他国家留传下来的大量有关飞行的文学作品，激发了人们热爱飞行和探索飞行的热忱。
古代先民在长期的实践中，发明和积累了大量与航空有关的技术。中国古代劳动人民在长期的生活和劳作过程中，产生了许多重要的、与航空技术相关的发明，包括风筝、孔明灯（热气球）、竹蜻蜓等，这些发明创造不仅是中华民族对世界早期航空发展做出的重大贡献，还为近代欧洲航空技术的发展提供了有益的借鉴。在漫长的历史时期中，中国古人还曾有意无意地进行过飞行的实践，如舜帝［中］（约B.C.2277—B.C.2178）“羽衣逃生”的记载、王莽［中］（B.C.45—A.D.23）时期异能之士“飞行数百步”的记载，以及传说鲁班［中］（B.C.507—B.C.444）或墨子［中］制作木鸟的故事。在古希腊及希腊化时期，欧洲学者进行与航空密切相关的研究工作，包括对鸟的飞行的直观研究、对空气特性的研究、对流体静力学的研究等。这些研究成果对近代航空的发展产生了重要的启发作用。在中世纪及文艺复兴早期，欧洲出现大量先驱人物冒险尝试仿鸟飞行，也有不少人开始了扑翼机的研制和试验。扑翼机研制的基本思路都是人类要想飞行成功，只能仿照现成的“老师”——鸟。在古代及中世纪，人们对科学知识的积累还远远不够，科学研究方法尚未完善，“抄袭自然”成了自然而然的选择。虽然这方面的冒险努力都以失败告终，但这些冒险家的探索精神为后世提供了榜样，激发了近代航空先驱沿着更科学的道路努力奋斗。
从古代到近代，无论在中国还是在其他国家，都有一些探索飞行的冒险家。他们模仿鸟的飞行方式和动作，利用自制翅膀或羽衣从高处跳下，试图飞起来。由于并没有真正理解鸟的飞行机理，他们的努力终归失败，但这些英雄的事迹激发后人继续努力，并使飞行探索活动越来越科学化。意大利人达·芬奇（Leonardo da Vinci，1452—1519）是第一位以科学的态度研究飞行的人。他依据科学的态度和长期的观察，对鸟的飞行进行了比较科学的研究，得出了有一定科学价值的认识；他对空气特性及流体特性进行研究，也得出了不少科学的结论。依据大量的研究和观察，他设计出原始的直升机、降落伞。他写出了大量有关鸟的飞行、飞行器设计的笔记，并在此基础上写出了航空史上第一篇论文《论鸟的飞行》。17到18世纪，欧洲进入近代科学大发展时期，与航空相关的理论取得了一些进展。虽然大量的科学研究不是以发明飞机为目的，但许多成果与航空技术密切相关：对空气及空气动力学的定量化研究、对流体静力学和流体动力学的深入研究，形成了较为完整的流体动力学理论。瑞士数学家伯努利（Daniel Bernoulli，1700—1782）1738年建立的伯努利定律，对于理解翼面产生向上的升力非常有效。近代科学家们的研究成果给航空的发展及飞机的发明提供了重要理论基础。当然，在近代还有许多科学家对鸟的飞行进行了更为科学的研究，也得出不少有益结论。正是基于对鸟的飞行的研究，许多科学家对人类飞行持乐观的态度。这一时期，扑翼机的设计仍然比较活跃。虽然模仿鸟的扑翼飞行和扑翼设计受科学新知识的影响逐渐减小，但并未彻底消失。这些扑翼机设计的科学意义不大，却备受当时科学家的关注，相关报道引发科学家开始认真思考飞行问题。
18世纪后期，直接或间接受中国孔明灯的启发，欧洲人发现了另外一种飞行方式，这就是轻于空气的航空器——气球。1783年，法国人蒙哥尔费兄弟（J.M.Montgolfier，1740—1810；J.E.Montgolfier，1745—1799）成功研制出载人热气球。同年，载人氢气球也诞生了。19世纪，气球的大小、性能不断改进，并开始投入实用。同时，有动力的可控气球——飞艇也得到初步发展，并在19世纪末实现实用化。20世纪初，德国人齐伯林（Ferdinand von Zeppelin，1838—1917）发明硬式飞艇，并首先将其用于航空运输。20世纪30年代，飞艇技术达到了最高峰。然而，由于飞机的迅速发展，也由于飞艇造价高、操作不便、经济性差等缺陷，飞艇很快走向衰落。
19世纪初，飞机探索走上了真正科学的道路。英国空气动力学之父乔治·凯利（George Cayley，1773—1857）率先提出“定翼”思想，并开始了空气动力学实验研究。“定翼”思想就是把鸟翅膀的升举、推进功能分开，分别加以实现，即用固定的翼面产生升力，用螺旋桨产生推力，并用尾翼保持稳定。“定翼”思想的创立是飞机发明之路的关键转折点。
从乔治·凯利到美国的莱特兄弟，19世纪近百年间欧美出现了大量飞机探索者。在滑翔机方面有法国的布里斯（Jean Marie Le Bris，1817—1872）、勒图尔（Louis Charles Letur，？—1854）、穆亚尔（Louis Pierre Mouillard，1834—1897），英国的布朗（D.S.Brown），德国的李林塔尔（Otto Lilienthal，1848—1896），爱尔兰的佩尔策（P.Pilcher，1866—1899），美国的查纽特（Octave Chanute，1832—1910）等；在动力飞机方面有英国的汉森（William Henson，1812—1888）、斯特林费罗（John Stringfellow，1799—1883）、莫伊（Thomas William Moy，1823—1910）、菲利普斯（Horatio Frederick Phillips，1845—1924），法国的佩诺（Alphonse Pénaud，1850—1880）、坦卜尔（Félix du Temple，1823—1890）、阿德尔（Clément Ader，1841—1925），美国的马克沁（Hiram Stevens Maxim，1840—1916）、兰利（S.P.Langley，1834—1906），俄国的莫扎伊斯基（Alexander Mozhayskiy，1825—1890）等；在理论方面探索的有德国的基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824—1887）、亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz，1821—1894），英国的开尔文（W.T.B.Kelvin，1824—1907）、韦纳姆（Francis Herbert Wenham，1824—1908）、瑞利（J.W.S.Rayleigh，1842—1919）等。但他们都没有取得最后的成功。
19世纪欧美出现了大量关于直升机的设计方案，有的进行过模型试验。虽然都未取得很大的成功，但在不少具体的技术问题上取得了重大进展，包括直升机结构、横列双旋翼设计、纵列双旋翼设计、旋翼加尾桨设计、旋翼倾斜操纵设计等。19世纪后期，航空领域相当活跃，与航空相关的活动、发明、发现纷纷出现，包括旋臂机的改进和风洞的发明，为航空研究与飞机设计提供了全新的手段；得以发明并不断完善的内燃机，为飞机的出现提供了可行的动力保障；出现了专门的航空研究组织，告别了个别人单打独斗的局面；不少先驱者设计的飞机、直升机甚至飞行器部件被官方授予专利，对航空研究者予以极大的鼓励；也有官方机构为飞机研究提供经费支持，官方开始参与航空活动；一些杂志也开始刊登与航空有关的论文和相关报道，使航空与飞行逐渐深入人心。
19世纪飞机没有发明成功的原因是多方面的。第一，航空理论特别是升力理论研究明显滞后；第二，先驱者大都轻视理论、急于求成，单凭感觉设计飞机，模仿鸟的倾向明显；第三，缺乏系统的理论思想，没有把飞机研制作为一个整体看待，多数只是追求升空；第四，没有认识到稳定与操纵的重要性，有关研究也相对不足；第五，实用轻型航空发动机尚未问世；第六，由于受到部分科学家的悲观论的影响，社会对重于空气的飞行器持怀疑与不支持态度。但是，经过近百年的努力，飞机发明已打下了良好的基础，包括定翼思想得到广泛接受，飞机结构布局已经建立，稳定理论和实现方法初步形成，升力理论已显端倪，风洞试验技术正在完善，内燃机技术正逐渐成熟。
在19世纪的最后几年，航空研究领域出现了不少重大事件，深刻影响到20世纪航空事业的发展。首先是德国的李林塔尔和爱尔兰的佩尔策因滑翔事故牺牲，在欧美引起强烈反响，其结果之一是在一定程度上导致欧洲人对重于空气飞行器持有悲观情绪，结果之二是引起更多人对飞行的好奇，并引导美国的莱特兄弟走上了飞机发明之路。其次是德国的齐伯林提出硬式飞艇设计思想，从而引起飞艇技术革命并最终研制出真正实用的大型飞艇，引领飞艇研制潮流长达30余年。在欧洲航空研究呈现衰落趋势之际，美国开始异军突起，兰利和莱特兄弟进入飞机研究领域，正是基于前人的研究与设计成果，再加上个人的不懈努力，莱特兄弟终于在20世纪初完成了飞机的发明。