钱学森对新中国的导弹事业、航天事业都是开创性的，1956年初，钱学森向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。
同时，钱学森组建中国第一个火箭、导弹研究所――国防部第五研究院并担任首任院长。
他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划，参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制，直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验，参与制定了中国第一个星际航空的发展规划，发展建立了工程控制论和系统学等。
在钱学森的努力带领下，1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日中国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功。
贡献如下:
1.应用力学。
钱学森在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性的工作，与冯卡门合作进行的可压缩边界层的研究，揭示了这一领域的一些温度变化情况，创立了卡门―钱学森方法，与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念；
2.科学技术体系与马克思主义哲学。
钱学森认为马克思主义哲学是人类对客观世界认识的最高概括，也是现代科学技术(包括科学的社会科学)的最高概括，钱学森将当代科学技术发展状况，归纳为十个紧密相联的科学技术部门；
3.思维科学。
在这样的背景下，钱学森站在科技发展的前沿，提出创建思维科学这一科学技术部门，把30年代中国哲学界曾议论过，有所争论，但在当时条件下没法讲清楚的主张，科学地概括成为思维科学。
1.两弹一星：在钱学森的努力带领下，1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功，1967年6月17日中国第一颗氢弹空爆试验成功，1970年4月24日中国第一颗人造卫星发射成功。
2.应用力学：钱学森提出了跨声速流动相似律，并最早提出高超声速流的概念，为飞机在早期克服热障、声障，提供了理论依据，为空气动力学的发展奠定了重要的理论基础。
3.物理力学：钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来。
1953年，他正式提出物理力学概念，大大节约了人力物力，并开拓了高温高压的新领域。
4.航天与喷气：从40年代到60年代初期，钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念。
5.工程控制论：钱学森是工程控制论研究的先驱者。
6.系统科学：钱学森发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。
7.其他：钱学森对系统工程、人体科学、思维科学等方面也有一定的研究。