Avant l'IAT se trouvait un moulin et un étang. Il est comblé, le site devenant la propriété d'Auguste Laureau, fermier et maire de Bois-d'Arcy. Celui-ci autorise l'aviateur Alberto Santos-Dumont à s'en servir[2].
La création de l'institut est due à une initiative d'Henry Deutsch de la Meurthe, par ailleurs fondateur de l'Aéro-Club de France, «afin de financer la construction d’un institut aérotechnique où seraient poursuivies les recherches théoriques et pratiques devant aboutir au perfectionnement des engins de locomotion aérienne sous toutes ses formes» explique le site de la mairie de Saint-Cyr. Son inauguration a lieu le . En 1913, Gustave Eiffel y installe une soufflerie. En 1933, l'IAT est rattaché au Conservatoire national des arts et métiers[2].
Il dispose actuellement de plusieurs souffleries, dont certaines spécialisées dans les domaines automobile, ferroviaire et aérospatial. Concernant l'aéronautique, l'établissement dispose d'un partenariat avec l'Institut polytechnique des sciences avancées[3].
L'IAT couvre 40 000 m2 de terrain, dont 10 000 m2 de bâti[4].