人類帶著業已取得的研究碩果，跨迸了20世紀。美國的自行車技師威爾伯．萊特和奧維爾·萊特沿著李林達爾和沙尼特走過的、但並未走完的道路繼續前進。從1900年開始，菜特兄弟在兩年多的時間裏，利用自製的滑翔機進行了上千次的滑翔試驗，基本掌握了飛行操縱方法。
1903年，萊特兄弟設計和製造了世界上第一架真正的飛機“飛行者”1號。該機是一種雙翼飛機，機身為構架式，沒有蒙皮。機翼剖麵呈弧形，外包蒙布，翼展12.3米。機尾是並列的兩個方向舵。升降舵裝在機頭。方向舵和升降舵均有連杆與操縱手柄連接。動力裝置是1台菜特兄弟自製的水冷四缸活塞發動機，功率為8.8千瓦，重約68公斤，裝在機翼中間，通過傳動輪和鏈條帶動兩具兩葉高效率推進式螺旋槳。起落架采用一對木質滑橇。包括駕駛員在內，全機總重約340公斤。
1903年12月17日，萊特兄弟在北卡羅來納州基蒂·霍克小鎮的沙灘上，準備駕駛“飛行者”1號進行試飛。當時在場的隻有5個人，試飛共進行了4次。第1次由弟弟奧維爾·萊特駕駛，飛行距離36米，留空時間僅12秒。最後一次由哥哥威爾伯。萊特駕駛，飛行距離260米，留空時間達59秒。史稱此次試飛成功開創了人類持續動力飛行的新紀元。
1904～1905年，萊特兄弟又相繼製造了“飛行者”2號和3號。其中，“飛行者”3號能在空中作簡單的特技飛行，續航時間達到38分08秒，飛行距離超過39公裏。“飛行者”3號被稱為是世界上第一架實用飛機。
1905年5月28日，威爾伯·萊特給歐·沙尼特寫了一封信。信中稱：“我們己製成一架立即可用於軍事的實用飛機。它可以裝載兩人和飛行50英裏的燃料。”1906年，萊特飛機獲得了生產專利。1908年，萊特兄弟與美國陸軍簽訂了製造軍用飛機的合同。1909年7月30日，萊特兄弟向陸軍交付了第一架軍用飛機。
1908年，威爾伯·萊特赴法國進行飛行表演，5個月內飛行100多次，其中有60多次帶乘客飛行。最後一次飛行表演，續航時間達到2小時20分。史學界公認，1909年以前，世界航空事業基本處於菜特兄弟統治之下。
受萊特兄弟的影響，許多人開始投身於航空事業。其中尤以中國旅美華僑馮如的鑽研精神及其所取得的成就最讓人欽佩。
1903年，馮如在報紙上看到萊特兄弟發明飛機的消息後，對航空產生了興趣，遂開始收集資料，鑽研飛機製造和飛行技術。1904年，沙皇俄國和日本在中國土地上開戰，馮加深受刺激，立誌研製飛機，用以加強國防，振興中華。1907年9月，在當地華僑的資助下，馮如在舊金山以東的奧克蘭建立了一個飛機製造廠，第二年4月，造成了第一架飛機，但試飛失敗。禍不單行，飛機製造廠失火，不慎被焚。馮如並不氣餒，繼續研製工作，又造成第二架飛機，於1909年2月進行試飛，再次失敗。馮如雖曆經挫折，卻仍矢誌不渝，又造成第三架飛機，於1909年9月22日試飛，順利成功，從此結束了中華民族無人製造飛機的曆史。第二天，《加利福尼亞美國人民報》發表了一篇題為《中國人民的航空技術超過了西方》的文章，報道馮如研製飛機的經過。1910年10月，馮如在第三架飛機的基礎上進行改進，製造了第四架飛機，試飛獲得圓滿成功，飛行高度200多米（也有說100多米），飛行距離達到32.18公裏，飛行時速超過每小時100公裏。當時的美國報紙對馮如的成功，齊聲讚揚。
馮如出名了，但他沒有忘記祖國。1911年1月，馮如和他的3個徒弟，帶著兩架自製的飛機返回祖國。時遇國內戰事混亂，他想發展祖國的航空事業和組建飛行隊參加北伐，但
未能如願。1912年8月25日中午，馮如在廣州燕塘進行飛行表演時，不幸失事身亡，時年僅29歲，死後葬在黃花崗七十二烈士墓左側。碑塔正麵篆刻著“中國始創飛行大家馮如君之墓”字樣，背麵是臨時大總統孫中山的命令，碑左右兩側刻著《民國第一飛行家馮如君墓誌銘》。
世界上，正是由於有像馮如這樣的一大批立誌獻身航空事業的科技人才，世界航空事業才得以不斷發展。1910年以後，世界航空事業出現了前所未有的繁榮景象。
1911年4月12日，法國飛行員普勒爾飛行3小時56分，首次完成從英國倫敦到法國巴黎的不著陸飛行。
1913年8月23日，俄國飛行員涅斯捷羅夫首先完成了垂直麵內複雜的機動動作——斤鬥飛行，標誌著飛機的機動性能已經達到嶄新的水平。
1913年9月23日，法國飛行員加羅斯飛行729公裏，曆時7小時59分，首次飛越地中海，表明飛機在航程和穩定性方麵已經有了明顯的改善。