2002年，姚明率领上海男篮获得队史上首个CBA总冠军，并在赛季结束后宣布参加当年NBA选秀。
2002年，火箭队在首轮第一顺位选中姚明，姚明也因此成为第一个当选NBA“状元秀”的国际球员。
2003－2004赛季，火箭队以常规赛西部第七名的身份进入季后赛，但在首轮就被湖人队以4：1淘汰。
2004－2005赛季，姚明与麦蒂携手，火箭队以西部第五名的身份晋级季后赛，却再次在首轮遭到淘汰，3：4不敌达拉斯小牛队。
2008年2月26日，姚明左脚应力性骨折，赛季报销，缺少了姚明的火箭队也在2007－2008赛季的季后赛中再次首轮遭到淘汰。
2008－2009赛季，姚明率领火箭队以4：2击败开拓者队，首次进入西部半决赛。在西部半决赛中，火箭队苦战7场，以3：4不敌最终的总冠军湖人队。
2009年5月10日，姚明被确诊为左脚骨裂，无缘西部半决赛后四场比赛，并缺席了整个2009－2010赛季。
2010－2011赛季，姚明复出。但在仅仅五场比赛之后，12月16日，火箭队宣布姚明左脚再次应力性骨折。
在其NBA职业生涯中，姚明常规赛总共出场486次，其中首发476次，场均获19分、9.2个篮板球；季后赛共出场28次，场均获19.8分、9.3个篮板球。
从2003年到2011年，姚明八次入选全明星阵容，全部被选为西部首发中锋，但两次因伤无法出场。