• La première, inscrite dans ses statuts, est d'assurer la conservation et l'enrichissement des collections de l'Etat, ainsi que la présentation au public du patrimoine historique et culturel dans le domaine de l'aéronautique et de l'espace.
  Le musée conserve des documents, des objets d'art et des matériels aéronautiques et spatiaux, de toutes nationalités, en raison de leur valeur historique, scientifique ou technique.
• La seconde, liée à son implantation actuelle, est de conserver la mémoire du site du Bourget.

C'est en effet, sur ce terrain d'aviation créé en 1915 pour les besoins de la guerre, que les compagnies aériennes lanceront, dès 1919, les premières liaisons vers Bruxelles et Londres.
Ce site témoigne encore de la disparition de Nungesser et Coli et du succès de Lindbergh, au-dessus de l'Atlantique-nord en 1927.
Le musée se doit de valoriser l'aérogare, conçue et réalisée en 1937 par l'architecte Labro, et aujourd'hui protégée au titre des monuments historiques.
Une centaine de personnes travaillent quotidiennement au musée.
Une partie des personnels est attachée à la restauration et à la conservation des objets ; l'autre à l'accueil des visiteurs, à l'animation, à la promotion, à l'entretien, au développement et à l'administration du musée.

• La première, sur le site de l'ancienne aérogare, mesure 125 000 m2.
• La seconde, de 130 000 m2, se situe sur une ancienne base de l'Armée de l'Air de l'autre côté de l'aéroport, à Dugny.
  Elle permet d'abriter une partie des réserves du musée à l'intérieur de hangars et de conduire les travaux de restauration dans un atelier.