2000年，蔡亦钢当选为美国机械工程师协会院士，成为我国自1978年改革开放以来首位获此殊荣的内地旅美学者。美国机械工程师协会是世界上规模最大、最具学术影响力的机械工程领域的学术组织，每年只授予国际上极少数具有杰出贡献的科学家院士称号。

2011年10月18日获得2011年度“贝尔实验室发明家奖”（Bell Labs Inventors Award），这是他继2008年和2010年后，第三次获此殊荣。一人3次获发明家奖。蔡亦钢以长期演进网络（Long Term Evolution）和应用推进器（Application Enabler）方面的发明创造而代表研发部门获奖。长期演进网络(LTE)融2G、3G和4G消息传递为一体，节省网络资源，带给不同技术网络用户既先进又方便的新技术。