La Haute-Garonne a souvent vécu la domination d'un seul type d'industrie.

Aux XVème et XVIème siècles, le pays toulousain connaît son âge d’or grâce au commerce du pastel venu du « pays de cocagne » (triangle formé par Toulouse, Albi et Carcassonne) dont était extraite une nouvelle teinture d’un bleu profond, bientôt fatalement concurrencée par l’indigo importé des colonies sud-américaines. C’est à cette époque que sont construits de splendides hôtels particuliers en centre ville, ceux des Assézat, Beruy ou encore Lancefoc.
Au XVIIIème, la région devient le grenier à blé du Languedoc, et fait à nouveau la richesse de la ville ; richesse en partie aidée par le percement par Pierre-Paul de Riquet du canal du midi en 1681. Cette première liaison Atlantique-Méditerranée va transformer la région. A ce canal stricto sensu s’ajoutent le canal de Brienne, contournement d’une difficulté hydraulique sur la Garonne à Toulouse, et le canal de Garonne entre Toulouse et Castets-en-Dorthe près de Bordeaux. Classé au patrimoine mondial de l’UNESCO, cette voie « vert d’eau » est entrecoupée de 64 écluses (simples, doubles, octuples ou encore rondes comme à Agde), 55 aqueducs, 7 ponts-canaux et un tunnel (le Malpas sous la montagne d’Ensérune).

Mais c’est la première guerre mondiale qui relancera l’activité industrielle du département, lorsque le gouvernement de guerre demande à Latécoère de lui fabriquer un nouvel engin militaire : les avions. Le champ de bataille occupant le Nord et l’Est de la France, les industries s’étaient en effet repliées vers le Sud. Dewoitine, Bréguet et beaucoup plus tard (1967) Dassault font à leur tour de Toulouse la capitale française de l’aéronautique.

Didier Daurat, Saint-Exupéry et Mermoz en feront partie. Certaines compagnies nationalisées sous le Front Populaire donnent ensuite naissance à Sud Aviation et, par extension en 1970, à l’Aérospatiale. Airbus est désormais un industriels majeur du département dont l’activité s’est rassemblée au sein du Village Aéroconstellation sur le site de Blagnac.
A partir des années 1960, Toulouse est choisie comme métropole d’équilibre et bénéficie de la délocalisation d’établissements publics de l’Etat, souvent en relation avec cette thématique : ENAC, SUPAERO, CNES, Air Inter puis Air France et la direction nationale de Météo France, pour ne citer que les principaux.
La métropole toulousaine possède actuellement trois pôles de compétitivité : Aerospace Valley, Cancer Campus (installé sur le site de l’usine AZF, dévasté par l’explosion du 21 septembre 2001) et Agrimip Innovation.