สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร ทรงมีพระปรีชาสามารถด้านการทหาร โดยเฉพาะในส่วนของด้านวิศวกรรมการบินและอากาศยาน พลอากาศเอกสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร ทรงมีความสนพระราชหฤทัยและทรงมีพระอัจฉริยภาพทางด้านวิศวกรรมการบินและอากาศยาน โดยทรงสนพระราชหฤทัยมาตั้งแต่เมื่อครั้งทรงพระเยาว์
เมื่อ พ.ศ.2522 ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้กองทัพอากาศจัดถวายการฝึกบินตามหลักสูตรโรงเรียนการบินของกองทัพอากาศ โดยทรงเริ่มทำการบินตามหลักสูตร การฝึกบินเฮลิคอปเตอร์
วันที่ 20 ธ.ค.2522 พระองค์ทรงทำการบินกับเฮลิคอปเตอร์แบบ UH-1H จำนวน 54.4 ชั่วโมงบิน และเฮลิคอปเตอร์แบบ UH-1N จำนวน 134.8 ชั่วโมงบิน และทรงสำเร็จตามหลักสูตร เมื่อวันที่ 23 ก.ค.2523
ทรงรับพระราชทานประดับเครื่องหมายแสดงความสามารถในการบินของกองทัพอากาศ จากพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช เมื่อวันพฤหัสบดี 21 ส.ค.2523 ณ โรงเรียนนายเรืออากาศ
ระหว่างทรงฝึกบินตามหลักสูตรดังกล่าว ได้ทรงมีพระราชภารกิจติดตามสมเด็จพระนางเจ้าฯ พระบรมราชินีนาถในรัชกาลที่ 9 เสด็จพระราชดำเนินเยือนสหรัฐฯ โอกาสนี้ ด้วยความเอาพระราชหฤทัยใส่ในด้านการบินอย่างจริงจัง พระองค์จึงทรงเข้ารับการฝึกบินเฮลิคอปเตอร์ แบบ UH-1H ของกองทัพบกสหรัฐฯ ณ FORT BRAGG รัฐ NORTH CAROLINA ระหว่างวันที่ 14 ก.พ. 2523 ถึงวันที่ 3 เม.ย.2523 จำนวน 31.4 ชั่วโมงบิน
ทั้งนี้ หลังจากสำเร็จตามหลักสูตรการฝึกบินเฮลิคอปเตอร์ของกองทัพอากาศแล้วทรงเข้ารับการฝึกบินหลักสูตรเฮลิคอปเตอร์โจมตีติดอาวุธ (GUNSHIP) ของกองทัพบก ในระหว่างเดือน ต.ค. ถึงเดือน พ.ย. 2523 สำเร็จตามหลักสูตร มีชั่วโมงบิน 54.8 ชั่วโมง
พลอากาศเอกสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร ทรงมีพระราชหฤทัยใฝ่แสวงหาความรู้ด้านอากาศยานและการบินอยู่อย่างสม่ำเสมอ แม้จะทรงมีพระราชภารกิจที่จะต้องทรงปฏิบัติอยู่มาก โดยเมื่อทรงทำการบินกับอากาศยานในแบบปีกหมุน (เฮลิคอปเตอร์) แบบต่างๆ แล้ว ทรงสนพระราชหฤทัยที่จะทรงบินกับอากาศยานแบบปีกตรึง ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้กองทัพอากาศจัดถวายการฝึกบินเปลี่ยนแบบให้ต่อไป
พระองค์ทรงทำการฝึกบินเปลี่ยนแบบกับเครื่องบินใบพัดแบบ MARCHETTI ของฝูงบินฝึกขั้นปลายโรงเรียนการบิน กองทัพอากาศ เมื่อวันที่ 11 ธ.ค. 2523 และสำเร็จตามหลักสูตร เมื่อวันที่ 20 ก.พ. 2524 มีชั่วโมงฝึกกับเครื่องบินแบบนี้ 142.3 ชั่วโมง
จากนั้น พระองค์ทรงฝึกบินเปลี่ยนแบบกับเครื่องบินไอพ่น T-37 ฝูงบินฝึกขั้นปลาย โรงเรียนการบินกองทัพอากาศ เมื่อวันที่ 3 มี.ค.2524 ถึงวันที่ 10 ก.ค.2524 มีชั่วโมงบินกับเครื่องบินไอพ่นแบบ T-37 รวม 206.4 ชั่วโมง
ต่อจากนั้น พระองค์ทรงฝึกบินตามหลักสูตรนักบินพร้อมรบขั้นพื้นฐานกับเครื่องบินไอพ่น T-33 ของ กองบิน 1 ฝูงบิน 101 เมื่อวันที่ 11 ธ.ค.2524 และสำเร็จหลักสูตร เมื่อวันที่ 19 มี.ค.2525 จนมีชั่วโมงบินกับเครื่องบินไอพ่นแบบ T-33 จำนวน 189.0 ชั่วโมง และทรงฝึกบินหลักสูตรนักบินขับไล่ไอพ่นสมรรถนะสูงแบบ F-5 E/F ของกองบิน 1 ฝูงบิน 102 เมื่อวันที่ 15 เม.ย.2525 ไปถึงเดือน ต.ค.2525 มีชั่วโมงบินในหลักสูตรนี้ 200 ชั่วโมง
ระหว่างปลายปี พ.ศ.2525 ถึงปลายปี พ.ศ.2526 พระองค์ได้เสด็จพระราชดำเนินไปทรงฝึกศึกษาด้านการบินกับเครื่องบินขับไล่สมรรถนะสูงแบบ F-5 E/F ที่ฐานทัพอากาศ WILLIAM รัฐแอริโซนา
ในหลักสูตรการบินขับไล่ขั้นพื้นฐาน ระหว่างเดือน พ.ย.2525 ถึงเดือนพ.ค.2526 มีชั่วโมงบินตามหลักสูตร 97.5 ชั่วโมง และหลักสูตรการบินขับไล่ขั้นสูง ระหว่างเดือน มิ.ย.2526 ถึงก.ย.2526 มีชั่วโมงบินตามหลักสูตร 41.8 ชั่วโมง
เมื่อเสด็จฯ กลับประเทศไทย พระองค์ทรงเข้ารับการฝึกบินในหลักสูตรการบินรบขั้นสูง (ADVANCE FIGHTER COURSE) กับเครื่องบินขับไล่สมรรถนะสูง F-5 E/F ที่กองบิน 1 ฝูง 102 อีก จนจบหลักสูตร
พลอากาศเอกสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร ได้ทรงทำการบินทบทวนหลักสูตรต่างๆ ของเครื่องบินขับไล่ไอพ่นสมรรถนะสูง F-5 E/F สม่ำเสมอตามขั้นตอน และตามวัฏภาค จนทรงพร้อมรบและครบ 1,000 ชั่วโมง เมื่อวันที่ 17 เม.ย.2532 และยังได้ทรงเข้าร่วมการแข่งขันการใช้อาวุธทางอากาศประจำปี ทรงใช้อาวุธทางอากาศ ทำคะแนนสูงตามกติกา ซึ่งกองทัพอากาศ ได้ทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเครื่องหมายความสามารถในการใช้อาวุธทางอากาศ ชั้นที่ 1 ประเภทอาวุธระเบิด 4 ดาว อาวุธจรวด 4 ดาว และอาวุธปืน 4 ดาว
ขณะเดียวกัน พระองค์ทรงมีพระมหากรุณาธิคุณ ทรงปฏิบัติหน้าที่ครูการบินพระราชทานการฝึกสอนทั้งภาควิชาการ และการฝึกบินแก่นักบินขับไล่ของกองทัพอากาศ โดยกองทัพอากาศได้ทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวาย เกียรติบัตรครูการบินเครื่องบินขับไล่สมรรถนะสูงแบบ F-5 E/F เมื่อวันที่ 4 พ.ค. 2537 ด้วยพระวิริยะอุตสาหะ
พลอากาศเอกสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมหาวชิราลงกรณ บดินทรเทพยวรางกูร เสด็จพระราชดำเนินทรงทำการบินกับเครื่องบินแบบ F-5 E/F อย่างสม่ำเสมอ ทรงมีชั่วโมงบินเฉพาะแบบถึง 2,000 ชั่วโมง เมื่อวันที่ 4 พ.ค.2540 ซึ่งบริษัท นอร์ธรอป ประเทศสหรัฐฯ บริษัทผู้ผลิตเครื่องบินขับไล่สมรรถนะสูงแบบ F-5 E/F ทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเกียรติบัตรการบินทรงทำการบินกับเครื่องบินขับไล่ไอพ่นสมรรถนะสูงแบบ F-5 E/F ครบ 2,000 ชั่วโมง
ตลอดระยะเวลา พระองค์ทรงทำการบินกับเครื่องบินขับไล่ไอพ่นสมรรถนะสูง แบบ F-5 E/F อีกทั้งทรงปฏิบัติหน้าที่ครูการบินพระราชทานฝึกสอนทั้งภาควิชาการและการฝึกบินเพื่อเสริมความรู้ความสามารถ และประสบการณ์ด้านการบินให้แก่นักบินขับไล่ของกองทัพอากาศอย่างสม่ำเสมอ และต่อเนื่องตลอดมาจนถึงปัจจุบัน
ด้วยพระปรีชาสามารถทางด้านอากาศยานและการบินเป็นที่ปรากฏโดดเด่นชัดเป็นระยะเวลาอันยาวนาน ทั้งยังทรงมีพระราชหฤทัยที่เปี่ยมล้นด้วยพระเมตตา ทรงถ่ายทอดวิทยาการและทรงเป็นครูฝึกให้แก่นักบินด้วยพระวิริยะอุตสาหะเป็นอย่างยิ่ง
ขอพระองค์ทรงพระเจริญยิ่งยืนนาน.