南京理工大学钱学森学院是全国高校第二家、江苏高校第一家以中国“两弹一星”元勋钱学森先生冠名的荣誉学院。南京理工大学钱学森学院的发展先后经历了培优班（1991年）、优才计划班（1999年）、教育实验学院（2013年），到更名为钱学森学院（2017年）四个阶段。学院设有电子信息、机械工程和材料化工三个专业大类，在籍学生407人，学习导师35名、专业导师213人次。

1991年，南京理工大学为加强创新人才培养，就在江苏省高校中较早组织开办了“培优班”。

1999年，学校在总结已有创新人才培养模式的基础上，组织开展新形式的优秀学生培养工作，成立了“优才计划班”，通过加强数理基础课教学，培养基础厚、能力强、富有创新精神的优秀本科生，为研究生、博士生阶段教育输送优秀人才。

2013年1月22日，在原有的优才计划实验班的基础上，学校顺应新形势，努力探索回答“钱学森之问”的育人培养举措，成立了教育实验学院，将其作为学校培养拔尖创新人才的前沿阵地，深入推进学校教育教学改革。

2017年10月16日，江苏高校中首家以“两弹一星”功勋科学家“钱学森”先生冠名的荣誉学院——南京理工大学“钱学森学院”在南京理工大学揭牌成立。这也是工信部所属高校中首家成立的“钱学森学院”，是南京理工大学在拔尖创新人才培养、提升人才培养质量上的重要举措。

2021年4月23日，钱学森航天科普教育基地正式揭牌，为当代大学生开展航天知识教育提供了一个崭新的平台。

钱学森学院投入实际运行后，将遵循钱学森大成智慧的教育理念和系统工程的教育思想，在课程设置、科研创新、综合素质培养以及国际视野培养等方面实施一系列的特色培养举措。通过制定大类通才与个性化等培养方案，着力培养具有“扎实的数理基础、良好的创新能力、全面的综合素质、宽广的国际视野”的拔尖创新人才，为国家和社会输送行业领军型人才。钱学森学院还将在全院学生范围内优中选优，开办“精英领袖训练营”，通过高端培训、实践锻炼、访学交流等培养举措，培养青年精英，未来领袖。除此之外，由国内外知名专家、教育家、国际知名企业管理人员及高校领导等组成的“发展咨询委员会”也将为学院的发展及人才培养制定战略性政策，以及提供重要的咨询和建议。