实验室是2022年第一批成功重组的全国重点实验室，其前身为2011年成立的机械结构力学及控制国家重点实验室，主要依托学科为力学、航空宇航科学与技术、控制科学与工程三个国家双一流建设学科，以及机械工程、材料科学与工程、信息工程等学科。

实验室面向高超、探月、载人航天等国家重大工程和大飞机、“两机”等科技重大专项，针对我国大型客机、先进战斗机、直升机和无人机，超大尺寸航天器以及可重复使用空天飞行器，先进军民用航空发动机和宽速域空天组合动力等重大航空航天装备，开展轻质结构高可靠性设计、柔性轻质结构动力学设计及控制、热结构设计与热调控、材料结构一体化精确制造等关键科技问题研究，发展航空航天结构动力学及控制理论与方法，支撑航空航天装备结构减重设计、提升性能和可靠性。

实验室主任为中国科学院院士郭万林，研究方向由郭万林、宣益民、赵淳生和单忠德四位院士领衔，协同卢天健、裘进浩、袁慎芳等中青年国家级人才组成学术带头人的高水平创新团队。实验室现有固定人员200余人，其中，中国科学院院士3名，中国工程院院士1名，国家级人才、青年人才50余名。

实验室引领了飞行器结构动力学与控制、智能材料结构力学、纳米力学、热控制与热管理领域的发展，研制了我国第一台在太空实际应用的超声电机，为C919、AG600、ARJ21、直-20、歼-15、歼-20、中程高速无人机、WS10和CJ1000发动机等重要军民用航空型号的研制，以及天问、天宫、嫦娥系列航天任务提供了关键技术及人才支撑。成果在200余家企业推广应用，并获国家奖11项、省部级一等奖38项，已建设成为航空航天结构领域重大技术创新策源地和高水平人才培养高地。

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