物馆主要展出以飞机文物为主，目前已收存100多种型号近300多架飞机，还有地空导弹、雷达、航空炸弹、航空照相机、飞行服装、航空伞具、航空轮胎等大型武器装备样品及航空文物，中外航空图书资料2万余册，重要友好往来礼品上千件。博物馆馆藏有重大历史意义的符合国家一级文物标准的有47件。
雕塑.中国航空博物馆内有航空题材的雕塑，包括空军英雄纪念墙雕塑区、英雄大道雕塑区、利剑主体雕塑。雕塑作者是张宇桐。博物馆正门内，一侧有纪念中国航空百年历史建筑雕塑，高21米（象征21世纪中国人民解放军空