1934年暑假前，錢學森面臨著畢業後選擇職業的問題。
讀上海交大火車製造專業，是他自己的選擇，他曾為此感到驕傲。那時，他想得很簡單，畢業後，要做一名優秀的工程師，設計和製造出大批的機車，發展祖國的交通事業。自從到上海讀書以來，中國社會發生了許多大事，他接觸的東西越來越多，使他對社會現象的認識，深刻了許多，特別是他還了解到許多國外的信息，眼界大開。二十世紀三十年代，是科學迅猛發展的時代，特別是當年的美國已經成為世界科學技術中心，它實現了工業化，成為世界第一經濟強國。美國之所以能夠後來居上，一個重要的原因，就是它的電力技術革命。而美國的電力技術革命，又跟一個偉大發明家的名字分不開，那就是愛迪生。他不僅發明了電燈，還建成了世界上第一個發電廠，大大加快了美國電氣化的進程。
錢學森得知，在美國科技的高速發展歷程中，汽車、飛機和無線電技術這三大發明，起著十分重要的作用。其中，最使錢學森感興趣的，莫過於美國的航空工業。19O3年，美國的萊特兄弟在滑翔機上安裝了12馬力汽油發動機，試飛成功，標誌著人類進入航空時代。1918年，美國開闢了紐約到芝加哥航線。到了三十年代初，美國製造成功DC3—7號螺旋槳客機並投入使用，使美國的航空工業遙遙領先於世界各國。錢學森感到，火車固然重要，但已經落後於時代，蒸汽機要讓位於電力。作為新一代中國知識青年，應該掌握世界上最先進的科學技術，讓祖國插上騰飛的翅膀。
錢學森決心到西方取經，到西方最先進的美國去學習。他要像希臘神話故事中的普羅米修斯那樣，從上帝那裡竊得火種，點燃祖國大地，照亮九州四海。
這年暑假，錢學森從上海交通大學機械工程系鐵道機械工程專業畢業了。就在他尚未派定工作之際，考取了清華大學公費留學生，專業是飛機設計。錢學森的這一選擇，自然再一次得到了父親錢均夫的支持。因為，這依然符合他實業救國的夙願。
當年，在清華大學指導錢學森學習航空的有兩位導師。一位是王助，另一位是王士悼。
王助是我國早年的航空工程師，設計並製造了中國第一代飛機；王士悼則是清華大學很有名望的教授。
兩位導師都是愛國知識分子。兩位導師不僅注意引導錢學森重視航空工程實踐和製造工藝的探討，而且，也非常注意引導這位即將留學海外的學生全面了解祖國，更加熱愛中華。他們曾在課程中穿插講述了不少我國古老的航空和火箭技術的科學史話。
原來，早在我國三國時期（公元220年），便出現了火箭這種兵器。當時的火箭，自然是非常簡單，只是在普通的箭杆前部綁有易燃物，點燃後用彎弓發射出去，中箭的目標便會燃燒起來。這實際上是一種燃燒箭，在戰爭中多用於火攻。當年赤壁之戰，諸葛亮借東風，周瑜火燒曹營戰船，使用的便是這種火箭。
公元十世紀，唐末宋初時期，我國開始有了使用火藥的火箭。這種火箭的頭部綁有火藥筒，筒內裝填木炭、硫磺、砒霜、鐵漆、磁片等物。使用時，點燃筒內的火藥，用彎弓射出。火藥筒向前噴射煙火，以燒毀對方的城寨、庫房以及士兵。這種火箭，其原理與現代的火焰噴射器極其相似。
到了元明時代，我國便發明了依靠噴氣推進的火箭。這種火箭以固體黑火藥為發射劑，藉助於直接反作用力將長箭發射出去，具有發射距離遠，穿透力強，同時也可引起目標燃燒多種功能。它的原理完全符合流體力學。
明代初期，我國曾有一位著名學者萬虎，利用火箭進行飛行試驗。他先製作了兩個大風箏，將一把椅子固定在兩隻風箏之間的構架上。並在構架上綁了47支特製的大火箭。一切就緒之後，萬虎坐在椅子上，命令手下人用火把同時點燃47支火箭。只聽轟隆一聲巨響，噴出一股強大的火焰和氣浪。煙霧消散後，實驗家萬虎卻不見了。萬虎的試驗失敗了，但是萬虎為了科學而獻身的精神卻受到世人的稱讚，他的技術構想也具有劃時代的意義。因此，萬虎被國際公認為是試圖利用火箭作為航空運載工具的第一人。後來，他的名字被外國科學家命名月球表面的某一地區。
明代，中國人還發明了被稱之為現代直升機的始祖——竹靖蜒。
總之，熱氣球、滑翔機、直升機、火箭等航空器的雛形，都在中國歷史上出現過，而且出現的時間比歐美各國早得多。英國科學史家李約瑟博士在他的《中國科學技術史》中寫道：
「公元前三世紀這一千多年中，在科學的發現，技術的發明方面，中國往往遙遙領先，而讓西方望塵莫及。」導師講授的這些有趣的科學史話，使錢學森深受啟發。他進一步了解到祖國古代先人在航空科學技術方面所做的開創性的努力和取得的舉世矚目的成就，認識到這是中華民族對人類文明進步做出的巨大貢獻。現代美國人在航空領域所取得的先進成果，實際上包含了我們祖先的智慧和實踐經驗。他深深感到作為一個炎黃子孫是值得自豪和驕傲的。
錢學森在清華大學學習期間，曾經到杭州筧橋飛機場實習。在那裡，他第一次看到了落在地上的飛機。那是兩架從法國購買的「布萊蓋」飛機。後來，他又到南昌、南京兩家國民黨空軍的飛機修理廠見習。在那裡，他看到的是6架美國製造的「寇蒂斯」飛機。這是當年孫中山先生領導的中國同盟會美洲總部用募集的捐款購買的。「布萊蓋」和「寇蒂斯」就成了錢學森了解、實習和解剖、修理飛機的寶貴實物資料。
當年使錢學森感慨的是，中國空軍擁有的這些飛機，竟然都是外國製造的陳舊產品，而中國的航空飛機製造業，還是一片空白。靠這些飛機怎能保衛自己的領空？怎能維護自己的主權？他決心到國外學習飛機製造業，掌握資本主義國家先進的科學技術，回國發展民族的航空事業。