钱学森在美国的研究成果
1937年秋，经玛丽娜介绍，钱学森参加了当时加州理工学院的马列主义学习小组，还结识了小组书记、化学物理助理研究员S·温鲍姆。
1938，钱学森和冯·卡门合作研究可压缩流动边界层，揭示了即使在一定飞行马赫数下，运动的热物体与外界冷空气之间存在相当大的温差，物体的冷却仍然逆变成加热。这是空气压缩、温度升高和边界层传热率增加的结果。钱学森和冯·卡门给出了这个反演的马赫数计算公式。
65438年6月至0939年6月在加州理工学院完成博士论文工作，包括《高速空气动力学研究》等四篇论文。获得航空和数学博士学位后，在加州理工学院航空系担任助理研究员。同年，钱学森发表了可压缩液体二维音速流的研究成果，冯·卡门在1941发表了空气动力学中压缩效应的研究成果。他们对机翼上的压缩效应提出了更一般的修正，不需要假设扰动很小，基于他们修正的流动方程的另一种线性化，可以应用于高速流动，特别是计算作用在翼型上的力。卡门钱学森的方法在一定的速度范围内可以给出满意的结果。
65438年到0940年，由于王铸的推荐，钱学森成了成都航空学院的通信研究员，写了一篇专著《高速气流突变的判定》，发表在学院的2号报告上。从1940开始，钱学森与冯·卡门合作研究飞机金属薄壳结构的非线性屈曲理论，取得了一系列成果，包括外压引起的球壳屈曲、结构曲率对屈曲特性的影响、轴压下圆柱薄壳的屈曲、侧向非线性支承的柱的屈曲、曲率对薄壳屈曲载荷的影响等。
1941，庚子赔款的几个留学生来自加拿大:郭永怀、林家翘、傅承义，1942，又来了钱伟长。钱学森与他们相处密切，经常在一起讨论各种问题。
1942期间，钱学森在研究工作上有所建树，也教过一些学生。同时，由于美国战时军事科研的需要，他暂时放宽了对外国人的限制，可以参加保密工作。同年，美军委托加州理工学院举办喷气技术培训班，钱学森是老师之一。
1944年，美国陆军得知德国研制V-2火箭的情报，于是委托冯·卡门教授为组长，马林纳为副组长，大力研究远程火箭。钱学森负责设计最初的美国“下士”导弹的理论小组，林家翘和钱伟长也被邀请进行弹道分析、燃烧室热传导和燃烧理论研究。同时，钱学森成为了Aerojet公司的技术顾问。
1945冯·卡门被空军聘为科学顾问团团长时，提名钱学森为成员。同年5月，二战结束前夕，钱学森随科学顾问团赴欧洲考察英、德、法等国的航空研究，特别是法西斯德国的火箭技术发展。这时加州理工学院提拔他为副教授。在此期间，他在现代力学和喷气推进的科学研究中获得了宝贵的经验，成为当时享有盛誉的杰出科学家。
1946年夏天，冯·卡门教授因与加州理工学院当局意见不合而辞职。作为冯·卡门的学生，钱学森也离开了加州理工学院，去了麻省理工学院当副教授，专门教空气动力学专业的研究生。同年，我们开始结合稀有气体的物理、化学和力学性质，这是一个创举。同年与郭永怀合作完成了一篇重要论文《二维可压缩亚音速和超音速混合流及上临界马赫数》，最早将上、下临界马赫数的概念引入跨音速流动问题。
1947年初，36岁的钱学森进入麻省理工学院年轻正教授行列。同年夏天，钱学森向麻省理工学院当局请假回国探亲，并于9月与蒋英结婚。
1948祖国解放事业胜利在望，钱学森开始准备回国。为此，他要求退出美国空军的科学顾问团。
1949年5月20日，钱学森收到美国芝加哥大学金属研究所副教授、研究员、中国留美科学家协会美国中区负责人葛廷穗的来信。同时转交了曹日昌教授于1949年5月20日给钱学森的一封信，钱学森更有准备回到祖国。
1949年秋，钱学森从麻省理工学院回到加州理工学院，担任喷气推进技术教授。
在美国政府迫害钱学森的65438年到0953年期间，除了教书和做研究，他仍然没有放弃学术研究。当时他正式提出了物理力学的概念，主张从物质的微观规律来确定物质的宏观力学特性，开辟了高温高压的新领域。
65438-0954开创性研究成果《工程控制论》一书在美国出版。