2000年,蔡亦鋼當選為美國機械工程師協會院士,成為我國自1978年改革開放以來首位獲此殊榮的內地旅美學者。美國機械工程師協會是世界上規模最大、最具學術影響力的機械工程領域的學術組織,每年只授予國際上極少數具有傑出貢獻的科學家院士稱號。
2011年10月18日獲得2011年度“貝爾實驗室發明家獎”(Bell Labs Inventors Award),這是他繼2008年和2010年後,第三次獲此殊榮。一人3次獲發明家獎,這在貝爾實驗室歷史上是獨一無二的。蔡亦鋼今年是以長期演進網路(Long Term Evolution)和套用推進器(Application Enabler)方面的發明創造而代表研發部門獲獎。長期演進網路(LTE)融2G、3G和4G訊息傳遞為一體,節省網路資源,帶給不同技術網路用戶既先進又方便的新技術。