1911年12月11日生于上海。1934年毕业于上海交通大学，1935年赴美国麻省理工学院留学，翌年获硕士学位，又转入加利福尼亚理工学院，在美籍匈牙利力学家T.von卡门（Theodore von Kármán，1881～1963）的指导下深造。1938年获博士学位后留校任教并从事火箭导弹研究。1947～1955年间任麻省理工学院和加利福尼亚理工学院教授。

1955年，在毛泽东主席和周恩来总理的争取下回到中国。1959年加入中国共产党，先后担任了中国科学技术大学近代力学系主任、中国科学院力学研究所所长、第七机械工业部副部长、国防科工委副主任、中国科学院数理化学部委员、中国宇航学会名誉理事长、中国人民解放军总装备部（今中央军委装备发展部）科技委高级顾问等重要职务。

钱学森在计量领域的贡献主要有：①应用力学。在空气动力学方面最突出的是提出了跨声速流动相似律，并与导师卡门一起最早提出高超声速流的概念，为飞机在早期克服热障、声障提供了理论依据。钱学森和卡门还共同提出了球壳和圆柱壳的新的非线性失稳理论。与卡门合作进行的可压缩边界层的研究，创立了卡门-钱学森方程。与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。②物理力学。1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来进行研究。1953年正式提出物理力学概念，开拓了高温高压的新领域。1961年他编著的《物理力学讲义》出版。1984年，钱学森向苟清泉建议，把物理力学扩展到原子分子设计的工程技术上。