空天多尺度力学与热力学是以力学、航空宇航科学与技术和动力工程与工程热物理等学科为依托的交叉新兴学科，是国际学术前沿热点，又是国家重大战略需求。本基地针对大国重器——天地往返飞行器的热障问题，聚焦空天多尺度力学与热力学研究，开展国际一流的创新引智。
基地依托北航在力学、航空宇航科学与技术两大“一流学科”的优势基础，汇聚世界一流人才，形成国际一流专家团队、青年学术骨干群体；在高温力/热/化学非平衡耦合气体动力学、高强轻质功能热防护结构设计与优化、空天热防护/热管理/热利用技术、空天飞行器微纳尺度力/热载荷传递机理四大方向，开展高水平国际合作研究与学术交流。