一航强度所作为飞机结构强度研究和地面强度验证试验中心，具有代表国家对新研制或改型飞机的结构强度进行验证试验，并给出验证结论的职能。其主要工作方向有：开展飞机结构强度技术领域的预先研究，为新机研制和改进、改型提供强度设计与分析关键技术和软件；承担全尺寸飞机结构地面强度验证试验，对新研制与改型飞机给出强度结论；通过动力试验为飞机颤振分析提供依据；进行全尺寸飞机结构寿命试验与可靠性评估，并提供试验数据与结论；制定和修改飞机强度地面验证试验标准和规范，并负责推广应用。
目前一航强度所拥有全尺寸飞机结构静力／疲劳重点实验室、结构静力／疲劳／环境实验室、综合环境强度研究室、航空噪声与振动研究室、动强度研究室、计算力学与计算机应用研究室等。
材料研究集大成者
中国一航北京航空材料研究院建有两个国防科技重点实验室。先进复合材料国防科技重点实验室是一个高水平、开放式、跨学科的复合材料研究开发中心，其专业囊括树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及材料微观结构的分析、性能表征和模拟试验等，是我国目前专业覆盖面最全的国家级复合材料研发中心。始建于1995年，并于2004年2月通过新时代公司二期拓展提高论证。
实验室拥有一批先进的仪器设备，建有五大研制技术系统：纺织复合材料液态成形技术系统，非热压罐固化成形技术系统，金属基和陶瓷基复合材料制备技术系统，树脂基复合材料先进成形与后加工系统，复合材料的测试、表征、模拟和工艺控制技术系统。
先进高温结构材料国防科技重点实验室是我国国防建设所需的各类武器装备发动机用的关键先进高温结构材料研究基地。
实验室建立以来，研制出与国际先进水平相当的40余种高性能的高温结构材料及其高温结构件，获得国家发明奖、国家科技进步奖等国家级科技成果40多项，获得部级各类科研成果数百项。
实验室具有国际上先进的单晶炉、定向凝固炉，较大容量的细晶铸造炉、非真空热处理与电子束封焊装置；喷射成形炉、冷壁坩埚纯洁熔炼与雾化炉；以及先进的分析设备和检验设备、高水平的金相设备。
飞机从这里“起飞”
中国一航飞行试验研究院是国家惟一授权承担军用飞机、直升机、航空发动机、机载设备等国家级鉴定试飞和民用飞机适航审定的综合性飞行试验研究机构，也是国家进出口产品商检局授权的飞机适航认可实验室。
一航试飞院创建于1959年，拥有两条长3400米的国家一级机场跑道，可供国产各种军机及包括波音747飞机等大型民用飞机起降使用。试飞院现有大型实验室1.4万平方米，正在新建实验室1万平方米。拥有发动机飞行试验台、弹射救生试验机、变稳飞机、雷达电子试验机、航摄试验机等试验研究机及全任务飞行模拟台、歼击机地面载荷标定实验室、模型自由飞实验室、微波着陆系统等大型试验设施36项，综合空中飞行模拟试验机居国际前列，即将投入使用的RDAS系统与原来建成的TDAS、GDAS等系统一起组成了强大的遥测实时监控和数据处理系统，使试飞院的测试技术达到了世界先进水平。
目前该院能同时承担20个型号、40架新机的试飞，能同时进行6架次以上飞机的测试加改装工作，年科研试飞能力3000架次以上，新机单机测试参数可达3000个，能保证同时实时监控5架飞机，具备了长航线跨区域试飞的组织能力。一系列特种车辆库、飞机停放库、飞机测试改装厂房的建成，大大提高了试飞院的科研试飞保障能力。近年来，试飞院的预先研究工作取得了较大突破，多个项目的验证试飞填补了我国在该领域试飞技术的空白。
航空综合环境航空科技重点实验室是由原中国航空工业总公司投资建设的环境与可靠性试验研究的重要基地，依托于一航综合所。实验室从事环境工程及管理技术、环境试验技术、可靠性工程和试验技术以及环境测量分析技术的研究工作，同时还为广大用户提供试验服务工作，特别是为武器装备提供环境与可靠性的研制试验和鉴定试验等技术支持工作。
实验室拥有种类齐全、技术先进的科研试验设备和仪器，包括国内惟一能满足GJB150要求的砂尘、淋雨、太阳辐射和酸大气试验箱，带水平滑台的大推力感应式振动试验系统、多点振动试验系统以及系列化配套齐全的7套综合环境可靠性试验系统。实验室还拥有先进的便于机载、车载、船载等现场使用的振动、温度、压力等环境测量设备，高速大容量数字记录设备，以及大规模的数据处理系统，并且具备进行产品应力分析的扫描激光振动分析系统和热像分析仪，可以进行振动、冲击、武器发射等速变环境数据的测量、记录、分析和处理，温度、压力等缓变环境数据的高精度、长周期的测量、记录和统计分析，实验室内场产品环境响应、应力测量分析以及现场环境实验室再现等工作。
高能束流加工技术研发基地
高能束流加工技术国防科技重点实验室于1995年正式投入运行，目前已经成为我国高能束流加工技术的重要研究基地及对外开放和交流的重要窗口之一。实验室依托于中国一航制造所，其专业领域涵盖了激光、电子束、等离子加工三个方面的多种加工技术，集基础研究、预研、型号加工、专用设备研制等多方面技术为一体。
材料的空间三维焊接技术研究一直是实验室研究的一个重点，实验室拥有包括高功率的高、中压电子束焊接、带有自动跟踪系统的机器人等离子焊接、高功率的YAG激光、CO2激光机器人自动焊接等先进的研究平台。涂层制备是实验室的另一个重要发展方向，实验室拥有电子束物理气相沉积、等离子喷涂、离子注入与沉积、激光冲击强化、电子束表面强化等研究加工平台。特别值得一提的是电子束物理气相沉积技术，该设备2003年从乌克兰进口，具有国际先进水平。
向着世界领先的火控技术迈进
中国一航洛阳光电设备研究所火力控制技术国防科技重点实验室是我国在该专业技术领域里的惟一重点实验室，以机载火力控制系统技术的应用研究为主，兼顾车载、舰载火力控制原理研究。该实验室拥有飞行模拟器、光电仿真轴转台、多目标射频注入式仿真设备等大型仿真设施，具有各种先进的试验手段、软件工具以及大型模型库，能快速生成火控系统的仿真环境、不同机种以及机群联合作战仿真，可以支持火控系统的建模、优化设计以及火控系统软件开发，可进行目标传感器仿真试验。
整个重点实验室设备之间通过高速光纤实时网络相连，可以根据试验要求进行动态组合，开展系统数字仿真、系统综合以及半实物仿真试验。
先进水平的超精密加工技术
中国一航北京航空精密机械研究所超精密加工技术国防科技重点实验室于1995年成立，从事国防科技超精密加工技术基础性研究。
实验室使用的超精密加工设备绝大部分都是在自力更生的基础上研制成功的，其中包括了超精密车床、超精密镗床、金刚石刀具研磨机、高精度三坐标测量机等。这些设备均为国内首创，其性能达到了国际先进水平。近年来，“非球面超精密加工系统”和“偶件超精密加工系统”投入使用，使实验室的设备水平继续处于国内领先地位。
“Nanosys－300非球面曲面超精密复合加工系统”比较全面地攻克了非球面光学零件的超精密加工与测量的关键技术，打破了国外的技术封锁，使我国的非球面光学零件的超精密加工与测量技术水平上了一个大的台阶。“偶件超精密加工系统”项目在精密偶件的超精密加工技术，包括车、镗、磨、研等关键技术方面取得了一系列重要突破，部分研究成果填补了国内空白。