1964年，东京大学成立了“宇宙航空研究所”，开始将宇宙理学和宇宙工学合为一体研究开发科学卫星。1955年日本还另外成立了“航空技术研究所”（NAL），专门研究航空飞机、火箭等宇宙运输系统及周边技术。1969年10月1日，日本设立了“宇宙开发事业团”（NASDA），成为日本进行宇宙开发的中枢执行机构。2003年10月
1日，上述三个宇宙航空事业机构合并为独立行政法人“宇宙航空研究开发机构（JAXA）”，将各自独立进行的研究开发工作统一起来，加速了挑战宇宙航空事业的步伐。 根据日本JAXA的统计，2004年各国宇宙航空事业经费（包括军事用途）美国最高，为3．8万亿日元，占GDP的0．3％，欧洲为7000亿日元，占GDP的0．06％，日本为2700亿日元，约占GDP的0．05％，中国宇宙事业经费约占GDP的0．01％。
从1963年开始，日本着手研制火箭发射。1970年，日本成功发射了利用独立开发技术制作的“大隅”人造卫星。之后，日本全力发展全段固体M系列中小型火箭，性能不断得到提高，从第一代的M－4S、第二代的M－3C、第三代的M－3S、第四代的M－3S2，发展到现在的第五代M－5系列。
在利用领域，经历了从美国引进火箭卫星技术到自主开发并在国内发射的过程，日本最终以远低于美欧等国的宇宙开发预算在1994年成功发射了纯国产大型H2火箭，2001年经过改良的H2A型火箭成功升空，并成为日本的主干型火箭。
在大型卫星开发领域，日本也在较短时间内接近了世界先进水平。以扎实的技术能力为基础，日本在国际宇宙空间站计划（ISS计划）、地球观测等领域取得了与欧美形成对等伙伴的国际地位。
