Мировую известность Эйфелю принесло сооружение в 1887-1889 годах ажурной стальной башни высотой 300 м для Всемирной Парижской выставки, посвященной столетию Французской революции. Эта башня, носящая его имя и ставшая символом Парижа, до 1930 года была высочайшим сооружением в мире. Примечательно, что пока строилась эта башня, ценители эстетики наперебой твердили, что она не вписывается в пейзаж и уродует историческую красоту Парижа.
В связи с развитием авиации в начале XX века интересы Эйфеля сосредоточились на вопросах аэродинамики; для проведения многих экспериментов он использовал свою башню. В 1908 году Эйфель построил первую современную аэродинамическую лабораторию на Марсовом поле, а в 1912 открыл еще одну в Отее под Парижем, оснащенную более совершенным оборудованием и аэродинамической трубой. Эйфель издал ряд книг по аэродинамике, в которых изложил результаты своих исследований, привел аэродинамические характеристики различных моделей самолетов, аэродинамических поверхностей и тел различной формы и разработал теорию летательных аппаратов тяжелее воздуха. Предложил методику расчета характеристик самолета и переноса результатов модельных испытаний в аэродинамической трубе на реальные конструкции. В 1920 году Александр Гюстав Эйфель подарил свою лабораторию в Отее французскому правительству.