南航天目湖校区设立的专业主要有：航空宇航科学与技术、光学工程、交通运输工程、电气工程、仪器科学与技术、信息与通信工程、力学、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、动力工程及工程热物理、材料科学与工程、数学、管理科学与工程、美术学、设计学、统计学、软件工程、安全科学与工程、化学、外国语言文学、法学、公共管理、应用经济学、工商管理、物理、土木工程、车辆工程、生物医学工程、环境科学与工程、兵器科学与技术。

天目湖校区目前开设飞行技术、飞行器适航枝术、土木工程、交通运输、机场管理等专业。

天目湖校区是南京航空航天大学与常州市政府、溧阳市政府共建的校区，是以飞行技术专业人才、通航类人才为基地而设置的专业。该校区于2019年9月投入使用。与南京的将军路校区、明故宫校区，还有未来在建的南京江北国际校区，共同打造教学、科研、生活共享联通的一体化空间。