מוזיאון חיל האוויר הוקם בתחילה כדי לשמר מטוסים ישנים רבים שנשמרו בצורה לא מאורגנת בבסיסי חיל האוויר השונים. בתחילת הקמתו הוא היה בתוך בסיס חצרים ולא היה נגיש לציבור ובשנת 1991 הופרד אזור המוזיאון מבסיס חיל האוויר חצור והמוזיאון נפתח לציבור הרחב, כשמטרתו של המוזיאון , על פי אתרו הרשמי: " הינה להוות מרכז לאומי שתפקידו לשמר את מורשת חיל-האוויר, לחקור אותה, להציג אותה, ולהנחיל אותה לציבור בישראל ככלל, ולדורות הבאים של לוחמי וחיילי חיל-האוויר בפרט. זאת, על-מנת לקרב אותם לחיל ולמורשתו, תוך יצירת זיקה ויחסי גומלין"