前身是创建于1949年的国家航空咨询委员会（National Advisory Committee for Aeronautics; NACA）高速飞行研究站（High-speed Flight Research Station; HSFRS）。1954年更名为NACA高速飞行站（HSFS）。国家航空咨询委员会更名为国家航空航天局（NASA）后，1959年，HSFS也更名为NASA飞行研究中心，1977年被命名为德莱顿飞行研究中心（Dryden Flight Research Center; DFRC）。2014年，为纪念人类首位登陆月球的NASA研究试飞员N.阿姆斯特朗，更名为阿姆斯特朗飞行研究中心。

阿姆斯特朗飞行研究中心的使命和任务是：①开展支持全球民用飞行、革命性的技术前沿和飞往太空的航空飞行研究；②支持航天飞机以及未来空间飞行器的研制和使用；③进行空中科学任务和飞行活动；④开发用于研究和科学任务的有人和无人飞行试验平台。

中心下设计划与项目部、任务行动部、研究与工程部和飞行运营部。其中飞行运营部又下设飞行机组、维修和工程部门。

中心工作人员包括政府和合同方的各类工作人员，有科学家、工程技术人员、试飞员、保障人员、管理人员等。

中心有2个实验场地：中心的主场地位于爱德华兹空军基地；次场地位于帕姆代尔，其中的703大楼（又称703机库）是主要的试验设施。中心有各种试验飞机，自有的试验设施还包括飞行载荷实验室、研究机综合实验室和德莱顿航空试验靶场等。

中心的试验飞机分为试验研究机、平台飞机和保障飞机3类。①试验研究机有X系列研究机，如X-1、X-15、X-29、X-31、X-36、X-43、X-56A、X-57、X-59（低音爆技术验证机LBFD）等，以及HiMAT高机动性飞机技术研究机、AD-1斜翼研究机、YF-12、SR-71、F-104、F-8C数字电传操纵（DFBW）系统试验平台、F-8A超临界机翼（SCW）试验机、F-15飞行研究平台（FRF）、F-15B研究试验台（RTA）、F-15先进控制技术综合平台（ACTIVE）试验机、F-16XL层流研究试验机、F-16先进战斗机技术综合（AFTI）验证机、F-18大迎角研究飞行器（HARV）、F/A-18系统研究试验飞机（SRA）、F/A-18A主动气动弹性机翼验证机、湾流G-Ⅲ气动研究试验机、全球鹰无人机等。②平台飞机主要用于携带各类仪器到达大气层中某一特定空域，收集研究数据或发射研究飞行器。这些飞机通常是具有固定翼基本构型的标准飞机，随着试验的不同，其载荷亦不同，例如平流层红外天文台（SOFIA）、DC-8空中实验室、ER-2高空平台、湾流C-20A UAVSAR科学飞机等。③保障飞机为项目的使用提供保障，不直接产生和采集数据，主要用于飞行训练、安全的照相伴飞、货物运输、航程监控、发射指挥与控制等，一般是不进行改装的现役飞机，如F-15D、F/A-18、比奇“超级空中国王”、T-34C等。

实验室中研究机综合实验室用于飞行前对飞行控制系统、航电系统、电子系统及其他相关系统进行综合试验，以提高试飞成功率。实验室具备对每个试验系统进行实时监控和远距试验操纵能力，还能将飞机与模拟座舱连接，实现人和飞机在环试验，以进行控制律、气动、推进、制导和飞行规划等实时仿真研究。它支持的飞行研究项目包括AFTI F-16、APEX、F-15 ACTIVE、F-16XL DFLCS、F-16XL SLFC、F-18 HARV、F-18 SRA、“探路者”“珀尔修斯”“特修斯”“暗星”、X-31、X-33、X-34及X-36等。飞行载荷实验室用于开展结构部件及飞行器整机的载荷和热试验，以及飞行载荷测试校准。实验室为NASA、国防部、航空企业和其他航空组织的飞行研究提供了广泛支持，如F-16XL超声速层流控制、F-15 ACTIVE发动机矢量推力等试验项目。

德莱顿航空试验场起初命名为西部航空试验靶场，2014年更名为德莱顿航空试验靶场。靶场的主要任务是开展大气飞行活动和地球低轨道任务，提供所有飞行活动的控制和监控、数据实时采集和处理、空地通信综合资源等。靶场与空军试验中心合作，拥有近31066平方千米的特别用途空域，成为尾旋和俯冲试验的指定区域以及低、中和高空超声速飞行走廊。靶场配备有相应的遥测监控和实时数据处理设施，由光纤和卫星系统组成的广域网可以实现与NASA其他中心、政府和工业公司间的通信、视频和中继传输。

在超声速航空起步时，国家航空咨询委员会的13名工程技术人员来到穆洛克陆军空军基地（爱德华兹空军基地前身），为X-1火箭推进飞机的首次超声速研究飞行做准备。自X-1起，飞行研究中心从初创到发展壮大，已经与航空和太空研究的许多重要技术里程碑联系在一起，如超声速和高超声速飞行、数字式电传控制系统、超临界机翼、前掠翼机翼和航天飞机等。阿姆斯特朗飞行研究中心还是“阿波罗”计划月球登陆器、X-15火箭飞机和无翼上升体开展飞行试验的场所。除了飞行研究中心，阿姆斯特朗还是NASA空间科学项目的开展基地，来自NASA、政府部门、工业界和其他科研机构的科学家在这里开展科学研究。另外，阿姆斯特朗飞行研究中心是首架航天飞机无动力进场着陆基地，一直为NASA载人太空飞行项目提供支持，是航天飞机的候选着陆地点。