La historia de la aviación se inicia en la Edad Moderna, cuando Leonardo da Vinci estudió hacia 1500 los principios básicos del vuelo mediante la observación de las aves, y construyó varios ingenios que debían permitirle volar utilizando únicamente su propia fuerza muscular.
Un avance significativo en los intentos de remontarse a los aires lo consiguieron en Francia los hermanos Montgolfier, quienes buscando una forma de elevarse en el aire observaron que el humo de las fogatas siempre ascendía, entonces dedujeron que si podían atrapar una gran cantidad de humo lograrían volar. De esta manera hicieron una fogata con vegetación verde para lograr una gran cantidad de humo y construyeron un globo para atraparlo, lo que ellos no sabían era que lo que los haría elevarse no era el humo sino el aire caliente que producía la fogata, así fue como en 1784, efectivamente lograron elevarse. En el año siguiente se cruzó el Canal de la Mancha en un globo de esas características, solo que esta vez ya se conocía la verdadera causa de la elevación.
En 1852 se realizaron pruebas exitosas con un deslizador, las cuales constituyeron por fin el comienzo del desarrollo de aparatos más pesados que el aire capaces de volar. Otto Lilienthal llevó a cabo a finales del siglo XIX en Alemania varios vuelos de unos centenares de metros en deslizadores, pero sufrió un accidente mortal, lo cual le impidió alcanzar su objetivo definitivo, que era el vuelo con motor.
El primer avión propiamente dicho fue creado por Clément Ader, que el 9 de octubre de 1890 consigue despegar y volar 50 m. con su Éole pero el avión queda destruido al estrellarse. Posteriormente repite la hazaña con el Avion II que vuela 200 m en 1892 y el Avion III que en 1897 vuela una distancia de más de 300 m. El vuelo del Éole fue el primer vuelo autopropulsado de la historia de la humanidad, y es considerado como la fecha de inicio de la aviación en Europa, aunque no en América.
Un paso importante en la aviación lo dieron los hermanos Wright en los Estados Unidos, cuando Orville Wright realizó su primer vuelo el 17 de diciembre de 1903, planeando durante 12 segundos en el aire. Los Wright habían diseñado un aparato que introdujo la posibilidad de ser controlado durante el vuelo, una gran innovación. Sin embargo, su diseño no era adecuado para que pudiese volar por sí solo, ya que necesitaba ayuda externa para iniciar el vuelo, y no era capaz de mantener la sustentación. Para conseguir iniciar el vuelo, fueron necesarios varios dispositivos externos como una catapulta impulsora, fuertes vientos y un plano inclinado. El primer vuelo de los hermanos Wright se hizo en secreto y sin testigos, para evitar el plagio de su máquina por parte de terceros. Orville Wright no hizo público su invento hasta 1908, fecha en la que anunció la existencia del anterior vuelo en 1903. En esa fecha se reconoció a los hermanos Wright como padres de la aviación, ya que habían hecho su primer vuelo en 1903, tres años antes que el famoso vuelo público de Santos Dumont.

Alberto Santos-Dumont realizó en octubre de 1906 la primera demostración pública del primer avión que podía volar exclusivamente por sus propios medios, sin necesidad de catapultas que lo lanzasen ni ayudas auxiliares externas al aparato. El vuelo se hizo públicamente y fue presenciado por una multitud de personas que vieron el despegue, vuelo, y aterrizaje. Para esa fecha se consideró a Santos Dumont como el padre de la aviación, ya que todavía no se había hecho público el vuelo secreto de los hermanos Wright. Tres años más tarde, se supo la verdad: los hermanos Wright habían volado anteriormente. Esto demostró en base a las declaraciones públicas hechas por Orville Wright: había volado anteriormente, y su hermano había sido testigo del vuelo.

A partir de ese momento, los avances técnicos y las proezas de los pioneros se sucedieron con rapidez. Ya en 1908 se llevó a cabo un vuelo con motor de casi 3 horas de duración. En 1909 el francés Louis Blériot atravesó el Canal de la Mancha en un aparato con motor; en 1910 el peruano Jorge Chávez Dartnell tuvo la hazaña de sobrevolar los temidos Alpes con un frágil monoplano desde Suiza hasta Italia y en 1915 el alemán Hugo Junkers realizó pruebas con el primer aeroplano fabricado enteramente de metal, la Junkers J1. Junkers construyó pocos años después también el primer avión de pasajeros de metal, la Junkers F13, cuyo diseño influyó notablemente en las siguientes generaciones de aviones.
En 1919 John Alcock y Arthur Whitten cruzaron por primera vez en un avión el Atlántico entre la costa norte de Canadá e Irlanda, y sólo ocho años después, en 1927 el también norteamericano Charles Lindbergh llevó a cabo su famosa proeza, consistente en un vuelo en solitario desde Nueva York a París sin escalas en el Spirit of San Louis.