学校现有莲湖、阎良两个校区。

莲湖（沣惠）校区

西安航空学院莲湖（沣惠）校区位于西安市西二环259号。学校设有计算机学院等18个教学单位。2017年9月1日，能源与建筑学院和机械工程学院共12个班级，2015级的519名学生从阎良校区搬迁至莲湖（沣惠）校区。

阎良校区

西安航空学院阎良校区位于西安市阎良区蓝天二路9号（国家航空产业基地），坐落在西安阎良国家航空高技术产业基地。2022年车辆工程学院学生从莲湖（沣惠）校区搬迁至阎良校区。西安航空学院阎良校区享有丰富国家航空资源，与西飞公司、一飞院、试飞院、飞机强度所等航空科研制造机构建立紧密联系与合作。