体育部是学校教学科研单位，承担全校本科及研究生的公共体育教学、群众体育活动指导、高水平运动队训练和校内外体育竞赛组织等工作，同时，统筹全校学生体育工作。体育部内部下设机构有，综合办公室、教学办公室、群众体育办公室、竞技体育办公室、体质健康测试中心等。

体育部现有事业编教职工47人，其中专任教师41人（正高1人、副高19人、讲师和助教21人），教辅人员6人。另有项目聘用人员4人。

北航体育教学改革一直走在全国高校前列，实施体育教学本科四年不断线，开设40余门课程，涉及竞技体育（奥运项目）、民族传统体育等各类项目。1989年获评国家级教学成果一等奖，2003年《大学体育》被评为国家级精品课程，并为十一五、十二五规划教材，2011年《大学体育》被评为北京市精品教材。近三年试点推进排球、游泳、武术等体育俱乐部课程化取得明显成效，袁焰老师获评校级教学名师。从2021级本科生开始，掌握游泳和太极拳两项运动技能、体质健康达标、修满体育学分方可毕业。研究生阶段，将体育课程纳入公共课程体系。

针对学校两校区“双核驱动”的发展思路，两校区同步开展学生运动会、冬季长跑节、足篮排乒羽等体育赛事，构成贯穿全年的群众竞赛体系，每年参与者达到1万余人次。1993年建成全国高校第一条体能锻炼走廊（TD线），2020年重新开放作为课外体育锻炼的重要抓手获得师生一致好评。现有学生体育社团28个，参与者覆盖绝大部分本科低年级学生。由学生社团、业余爱好者组成的35支普通学生代表队，共计600余名运动员，近年来多次捧得北京市大体协“阳光杯”、“朝阳杯”。

我校是北京市第一批高水平运动队试办学校，目前5支高水平代表队，分别为：男足、男排、女排、田径、羽毛球。高水平运动队部分优秀运动员参加了27届、28届世界大学生运动会，其中北航女排组队取得第五名的成绩，是中国大学生体协组队参赛以来最好成绩。男足2018年、2020年两次夺得全国总冠军，其他队伍多次获得北京市冠军。