南京航空航天大学天目湖校区位于江苏省溧阳市千里湖西侧，北起梅岭玉大道，南至烈山路，东界南大街，西抵嵩山路。
距宁杭高速溧阳（南）、溧阳（东）出口以及宁杭高铁溧阳站均约3公里，距天目湖通航机场约30公里，距天目湖景区约10公里，距明故宫校区和将军路校区近110公里。
天目湖校区分为北区和南区 ，总体规划用地面积2500亩，规划地上建筑面积130万平方米。2018年4月，校区一期工程正式开工建设，2019年9月一期正式投入使用，首批学生入驻校区。
天目湖校区定位为民航/通航特色发展示范区、基础学科拓展区、新兴交叉学科先试区、服务国家战略先行区。学校按照国内外一流校园的标准进行规划建设，体现〞人本化、园林化、信息化、特色化〞的理念和可持续发展的要求，打造教学、科研、生活共享联通的一体化空间。