Kuruluş çalışmalarına 21. Hava Kuvvetleri Komutanı Hv. Org. Ahmet Çörekçi’nin emriyle 1997 tarihinde başlandı. Hava Kuvvetleri Müzesi’nin açılışı 18. 09. 1998 tarihinde Mustafa Kemal Atatürk’ün manevi kızı, Türkiye’nin ilk kadın pilotu Sabiha Gökçen’in katılımıyla 21. Hava Kuvvetleri Komutanı Hv. Org. İlhan Kılıç tarafından gerçekleştirildi. 11. Hava Ulaştırma Ana Üs Komutanlığı'nın yanında 62.321 metrekare açık alan ve 2.000 metrekare kapalı alandan oluşan müze açık ve kapalı sergi alanları olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Açık gezi alanında; Türk Hava Kuvvetleri’nde uzun yıllar kullanılmış uçak, silah, mühimmat, yer savunma sistemleri ve bir helikopterle birlikte Macaristan Hava Kuvvetleri Komutanlığı tarafından bağışlanan MIG-21, Pakistan Hava Kuvvetleri Komutanlığı tarafından bağışlanan MIG-19, Bulgaristan Hava Kuvvetleri Komutanlığı’ndan bağışlanan MIG-17’den oluşan zengin bir koleksiyon çağdaş müzecilik anlayışı ile sergilenmektedir. Ayrıca 1/1 ölçekli iki adet maket uçak ile ziyaretçilerin kokpit içerisine girebilecekleri F-5 ve T-33 uçak kesitleri de bulunmaktadır.

Müzenin kapalı sergi alanının alt katında bulunan Türk ve Dünya Havacılık Tarihi Salonu’nda Lagari Hasan Çelebi ve Hazerfen Ahmet Çelebi’nin ilk uçuş denemelerini anlatan mizansen maketler; Türk Hava Kuvvetleri tarihçesine yönelik çeşitli fotoğraflar ve belgeler; uçaklarla her çeşit hava ve silah sistemlerinin maketleriyle canlandırmalar sergilenmektedir. Yine bu katta, Türkiye’nin ilk yerli uçakları olan Uğur ve PLZ 24’ün 1/2 ölçekli modelleri, geçmişten bugüne Hava Kuvvetleri Komutanlığı yapan isimlerin büstleri ve biyografileri, Türk Hava Kuvvetlerince kullanılmış uçak motorlarıyla F-5 kokpiti Büstler ve Flamalar Salonu’nda sergilenmektedir. Kapalı alanın üst katında, Osmanlı döneminden günümüze kadar hava subay kıyafetleri, günümüzde pilotların kullandığı uçuş kıyafetlerinin sergilendiği Kıyafet Salonu bulunmaktadır. Bu katta ayrıca Türk Hava Kuvvetlerinin bir numaralı uçuş brövesine sahip ilk Türk Pilotu Fesa Evrensev ile Kıbrıs Barış Harekâtı şehidi Yzb. Cengiz Topel’in kişisel eşyalarının sergilendiği vitrinler bulunmakta, kendileriyle ilgili kısa bilgi notları paylaşılmaktadır. Geçmişten günümüze şehit olan Hava Kuvvetleri mensuplarının isimlerinin yazılı olduğu Hava Şehitleri Köşesi ile Sabiha Gökçen’e ayrılan köşede kişisel eşyalar sergilenmektedir. Üst katta ayrıca Türk Hava Kuvvetleri tarihinin anlatıldığı akrotim köşesi de yer almaktadır.

Müzenin 28 kişilik sinevizyon salonunda zaman zaman havacılık temalı çeşitli gösterimler yapılmaktadır. Ayrıca sosyal etkinlikler kapsamında her yıl müzenin kuruluş yıldönümüne rastlayan aylarda plastik model uçak yarışması yapılmaktadır. Havacılık alanında merakı olanların ziyaret etmeyi tercih ettikleri müzeye, ulaşım son derece kolaydır. Müze, İstanbul yolunun 12. kilometresinde, Şaşmaz Mevkii’nde yer almaktadır. Toplu taşıma ve özel araçlarla kolayca ulaşılabilen Ankara Hava Kuvvetleri Müzesi, pazartesi hariç diğer günler açıktır. Ziyaret saati ise saat 09.00 ile 16.30 arasındadır.