Η πραγματοποίηση υψηλού επιπέδου έρευνας αποτελεί μαζί με την εκπαίδευση, τους δύο βασικούς πυλώνες του Τμήματος Αεροδιαστημικής Επιστήμης και Τεχνολογίας. Για το σκοπό αυτό, η ερευνητική δομή του Τμήματος διαρθρώνεται στη βάση ερευνητικών μονάδων (research units), κάθε μία εκ των οποίων υποστηρίζει συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο. Οι ερευνητικές αυτές μονάδες, παρακολουθούνται και συντονίζονται από τη διοίκηση του Τμήματος και την Επιτροπή Σπουδών του, με στόχο την ανάπτυξη συνεργειών τόσο εντός του Τμήματος όσο και με ακαδημαϊκούς και ερευνητικούς φορείς στην Ελλάδα και το εξωτερικό.

Οι ερευνητικές δραστηριότητες του Τμήματος Αεροδιαστημικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, προβλέπεται σταδιακά να διαρθρωθούν στα παρακάτω Εργαστήρια τα οποία θα λειτουργούν ως ερευνητικές μονάδες (research units).

• Εργαστήριο Φυσικής (Μηχανική, Ηλεκτρομαγνητισμός, Κυματική, Θερμότητα, Ρευστομηχανική, Υλικά και Διατάξεις)
• Εργαστήριο Συστημάτων Λογισμικού, Διαχείρισης και Οπτικοποίησης Μεγάλων Δεδομένων
• Εργαστήριο Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής (CFD)
• Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης, Ψηφιακής Επεξεργασίας Εικόνας και Πλοήγησης
• Εργαστήριο Σχεδίασης και Αρχιτεκτονικής Αξιόπιστων Ψηφιακών Συστημάτων (on-board data systems)
• Eργαστήριο Τεχνικών και Αλγορίθμων για σχεδίαση με Η/Υ (Computed Aided Design)
• Εργαστήριο Ηλεκτρονικής (Κυκλώματα και Συνδεσμολογίες Mixed-Signal Hardware, PCB design, Power Electronics)
• Εργαστήριο Επικοινωνιών Μεγάλης Εμβέλειας (internet of space)
• Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου και Ρομποτικής
• Εργαστήριο Αεροδιαστημικών Συστημάτων και Υποσυστημάτων (προσομοίωση και εξομοίωση νανοδορυφόρων – cubesat και μικροδορυφόρων, satellite tool kit, nastran/pastran, matlab)
• Εργαστήριο Οργανολογίας Δορυφορικών και Διαστημικών Αποστολών