北航体育馆始建于2000年，总建筑面积11317.6m,是一个4300座的多功能综合体育馆,可以按二类比赛场地进行国际、国内正规比赛;考虑教学、行政、文娱活动多功能使用的需要,可进行大型集会、报告,文艺演出、排练,体育教学、专业队训练等活动;并附有练习馆、保龄球馆、游泳馆及全套辅助用房.该中心亦是2001年8月在北京举行的第21届世界大学生运动会排球比赛用馆。
2007年1月底，北航体育馆改造工程正式开工。该工程按照“绿色奥运、
科技奥运、人文奥运”三大奥运理念和“新北京，新奥运”的主题，以满足奥运使用功能要求及赛后的使用要求作为建设目标；借鉴世界体育建筑设计的成功经验，结合中国的设计规范，进行了以下7方面的主要改建工作。
1、增设座椅3000个，赛时共6000个座位，调整座椅方位。
2、新搭建举重比赛台和背景墙。举重比赛台为12米×12米×1米；背景墙为38米×13.5米。
3、新增加热身区1392平方米。
4、新增加显示屏、空调等大型设备。
5、改造水暖、强、弱电、消防、安防、通讯等10余个子系统。
6、装修改造内部辅助用房118间，共5900平方米。
7、新增室外场地、临时用房及停车场等项目。
落实三大奥运理念 赛后主打“全民健身”
在奥运改造过程中，北京航空航天大学体育馆将“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的三大理念作为场馆建设的出发点和落脚点，体现人文关怀，将科技融入奥运建筑，并始终坚持绿色环保的原则。