本系於民國105年依據學校校務發展計畫，開始規劃收集相關資訊，評估人力需求。
106年2月7日專簽設立航空學院籌備處。
107年5月15日奉教育部核定航空機械系設立。
108年8月正式成立招生。目前招收日間部四年制學生一班。

航空機械系在既有以實作教學為導向的基礎上，對內強化提升及有效整合專業資源，透過實作課程之規劃、實作師資水準之提升、校外實習產學合作之建立，與航空產業密切接軌，培育學生具備業界需求之專業技術能力，以期學生畢業後成為國際接軌之維修/零組件製造技優人才，對外塑造出本系發展特色，與國內一般大學/技職體系之相關系形成有效區隔。

航太工業之產業關聯性高，為一個國家發展的最重要戰略性產業，綜觀全球先進國家，皆是以航太產業為火車頭，自航太尖端科技的發展開枝散葉，衍生多元的相關技術，效益廣泛擴及產業鏈的上下游，例如航空維修、機械加工與複合材料產業等，人力需求旺盛。其中航空維修市場年年成長，以106年長榮航太等七大公司維修所需求人力約580名，長榮航太不僅維修自家飛機，更積極爭取國際維修市場；華航公司也鎖定維修市場，更與空中巴士公司、漢翔公司合作，闢建空中巴士飛機維修機棚，爭取亞太區空中巴士維修商機。而世界首屈一指的波音公司更直言，未來20年全球航空維修人員需求約679,000名；而亞太地區則需求約268,000名。

國際航空產業快速崛起，科技發展日新月異，專業人才缺口擴大，其中航空維修、複合材料以及智慧機械人才最為吃緊，然而順應產業的需求變化，培育專業人才必須與時俱進。因此，朝陽科技大學提出設立航空機械系，以因應產業發展之需求。