錢學(xué)森長期擔(dān)任中國火箭和航天計(jì)劃的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人，對航天技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)和系統(tǒng)工程做出了巨大的和開拓性的貢獻(xiàn)。錢學(xué)森共發(fā)表專著7部，論文300余篇。主要貢獻(xiàn)表現(xiàn)在以下幾方面:

1.應(yīng)用力學(xué)

錢學(xué)森在應(yīng)用力學(xué)的空氣動(dòng)力學(xué)方面和固體力學(xué)方面都做過開拓性的工作。與馮·卡門合作進(jìn)行的可壓縮邊界層的研究，揭示了這一領(lǐng)域的一些溫度變化情況，創(chuàng)立了卡門——錢學(xué)森方法。與郭永懷合作最早在跨聲速流動(dòng)問題中引入上下臨界馬赫數(shù)的概念。

2.噴氣推進(jìn)與航天技術(shù)

從40年代到60年代初期，錢學(xué)森在火箭與航天領(lǐng)域提出了若干重要的概念:在40年代提出并實(shí)現(xiàn)了火箭助推起飛裝置(JATO)，使飛機(jī)跑道距離縮短;在1949年提出了火箭旅客飛機(jī)概念和關(guān)于核火箭的設(shè)想;在1953年研究了行星際飛行理論的可能性;在1962年出版的《星際航行概論》中，提出了用一架裝有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的大飛機(jī)作為第一級運(yùn)載工具，用一架裝有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)作為第二級運(yùn)載工具的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)概念。

3.工程控制論

工程控制論在其形成過程中，把設(shè)計(jì)穩(wěn)定與制導(dǎo)系統(tǒng)這類工程技術(shù)實(shí)踐作為主要研究對象。錢學(xué)森本人就是這類研究工作的先驅(qū)者。

4.物理力學(xué)

錢學(xué)森在1946年將稀薄氣體的物理、化學(xué)和力學(xué)特性結(jié)合起來的研究，是先驅(qū)性的工作。1953年，他正式提出物理力學(xué)概念，主張從物質(zhì)的微觀規(guī)律確定其宏觀力學(xué)特性，改變過去只靠實(shí)驗(yàn)測定力學(xué)性質(zhì)的方法，大大節(jié)約了人力物力，并開拓了高溫高壓的新領(lǐng)域。1961年他編著的《物理力學(xué)講義》正式出版?，F(xiàn)在這門科學(xué)的帶頭人是茍清泉教授，1984年錢學(xué)森向茍清泉建議，把物理力學(xué)擴(kuò)展到原子分子設(shè)計(jì)的工程技術(shù)上。

5.系統(tǒng)工程

錢學(xué)森不僅將我國航天系統(tǒng)工程的實(shí)踐提煉成航天系統(tǒng)工程理論，并且在80年代初期提出國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)總體設(shè)計(jì)部的概念，還堅(jiān)持致力于將航天系統(tǒng)工程概念推廣應(yīng)用到整個(gè)國家和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并從社會(huì)形態(tài)和開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的高度，論述了社會(huì)系統(tǒng)。任何一個(gè)社會(huì)的社會(huì)形態(tài)都有三個(gè)側(cè)面:經(jīng)濟(jì)的社會(huì)形態(tài)，政治的社會(huì)形態(tài)和意識(shí)的社會(huì)形態(tài)。錢學(xué)森從而提出把社會(huì)系統(tǒng)劃分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)政治系統(tǒng)和社會(huì)意識(shí)系統(tǒng)三個(gè)組成部分。相應(yīng)于三種社會(huì)形態(tài)應(yīng)有三種文明建設(shè)，即物質(zhì)文明建設(shè)(經(jīng)濟(jì)形態(tài))、政治文明建設(shè)(政治形態(tài))和精神文明建設(shè)(意識(shí)形態(tài))。社會(huì)主義文明建設(shè)應(yīng)是這三種文明建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。從實(shí)踐角度來看，保證這三種文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的就是社會(huì)系統(tǒng)工程。從改革和開放的現(xiàn)實(shí)來看，不僅需要經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程，更需要社會(huì)系統(tǒng)工程。

6.系統(tǒng)科學(xué)

錢學(xué)森對系統(tǒng)科學(xué)最重要的貢獻(xiàn)，是他發(fā)展了系統(tǒng)學(xué)和開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論。

7.思維科學(xué)

人工智能已成為國際上的一大熱門，但學(xué)術(shù)思想?yún)s處于混亂狀態(tài)。在這樣的背景下，錢學(xué)森站在科技發(fā)展的前沿，提出創(chuàng)建思維科學(xué)(noeticscience)這一科學(xué)技術(shù)部門，把30年代中國哲學(xué)界曾議論過，有所爭論，但在當(dāng)時(shí)條件下沒法講清楚的主張，科學(xué)地概括成為思維科學(xué)。比較突出的貢獻(xiàn)為:

(1)錢學(xué)森在80年代初提出創(chuàng)建思維科學(xué)技術(shù)部門，認(rèn)為思維科學(xué)是處理意識(shí)與大腦、精神與物質(zhì)、主觀與客觀的科學(xué)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一個(gè)大部門。推動(dòng)思維科學(xué)研究的是計(jì)算機(jī)技術(shù)革命的需要。

(2)錢學(xué)森主張發(fā)展思維科學(xué)要同人工智能、智能計(jì)算機(jī)的工作結(jié)合起來。他以自己親身參予應(yīng)用力學(xué)發(fā)展的深刻體會(huì)，指明研究人工智能、智能計(jì)算機(jī)應(yīng)以應(yīng)用力學(xué)為借鑒，走理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)際要理論指導(dǎo)的道路。人工智能的理論基礎(chǔ)就是思維科學(xué)中的基礎(chǔ)科學(xué)思維學(xué)。研究思維學(xué)的途徑是從哲學(xué)的成果中去尋找，思維學(xué)實(shí)際上是從哲學(xué)中演化出來的。他還認(rèn)為形象思維學(xué)的建立是當(dāng)前思維科學(xué)研究的突破口，也是人工智能、智能計(jì)算機(jī)的核心問題。

(3)錢學(xué)森把系統(tǒng)科學(xué)方法應(yīng)用到思維科學(xué)的研究中，提出思維的系統(tǒng)觀，即首先以邏輯單元思維過程為微觀基礎(chǔ)，逐步構(gòu)筑單一思維類型的一階思維系統(tǒng)，也就是構(gòu)筑抽象思維、形象(直感)思維、社會(huì)思維以及特異思維(靈感思維)等;其次是解決二階思維開放大系統(tǒng)的課題;最后是決策咨詢高階思維開放巨系統(tǒng)。

8.人體科學(xué)

錢學(xué)森是中國人體科學(xué)的倡導(dǎo)者。

錢學(xué)森提出用“人體功能態(tài)”理論來描述人體這一開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為。他認(rèn)為氣功、特異功能是一種功能態(tài)，這樣就把氣功、特異功能、中醫(yī)系統(tǒng)理論的研究置于先進(jìn)的科學(xué)框架之內(nèi)，對氣功、特異功能的研究起了重大作用。在錢學(xué)森指導(dǎo)下，北京航天醫(yī)學(xué)工程研究所的研究人員于1984年開始對人體功能態(tài)進(jìn)行研究，他們利用多維數(shù)據(jù)分析的方法，把對人體所測得的多項(xiàng)生理指標(biāo)變量，綜合成可以代表人體整個(gè)系統(tǒng)的變化點(diǎn)，以及它在各變量組成的多維相空間中的位置，運(yùn)動(dòng)到相對穩(wěn)定，即目標(biāo)點(diǎn)、目標(biāo)環(huán)的位置。他們發(fā)現(xiàn)了人體的醒覺、睡眠、警覺和氣功等功能態(tài)的各自的目標(biāo)點(diǎn)和目標(biāo)環(huán)。這樣，就把系統(tǒng)科學(xué)的理論在人體系統(tǒng)上體現(xiàn)出來了，開始使人體科學(xué)研究有了客觀指標(biāo)和科學(xué)理論。

9.科學(xué)技術(shù)體系與馬克思主義哲學(xué)

錢學(xué)森認(rèn)為，馬克思主義哲學(xué)是人類對客觀世界認(rèn)識(shí)的最高概括，也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)(包括科學(xué)的社會(huì)科學(xué))的最高概括，錢學(xué)森將當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，歸納為10個(gè)緊密相聯(lián)的科學(xué)技術(shù)部門。這10大科學(xué)技術(shù)部門的劃分方法，正是錢學(xué)森運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)，特別是系統(tǒng)論是對科學(xué)分類方法的又一創(chuàng)新。