2002年6月姚明參加NBA選秀，首輪第一順位以狀元的身份被休斯敦火箭隊選中，姚明也成為NBA歷史上第一位外籍狀元。
姚明的首場NBA比賽是在2002年10月30日火箭主場對陣步行者的比賽中替補登場。本來只是一場普通的常規賽，因為姚明的出場而倍受全美關注，美國也將這場比賽調整為全美直播，全世界的億萬華人也翹首以盼，期待看到姚明在世界最高水平的NBA能夠拿出什麼樣的表現。姚明面對此前從未有過的高強度對抗和防守速率明顯無法適應，比賽中姚明被步行者的控衛福特斯的假動作晃倒，並且全場比賽一分未得，僅拿到2籃板3犯規2失誤的糟糕數據。一時間姚明不行，亞洲人打不了NBA的言論流傳開來，火箭隊和姚明更是成為媒體議論的焦點。擔任評論員的巴克利更是公開表示姚明打不了NBA，他的職業生涯最高得分不會超過20分，如果姚明能拿到20分，我就親驢屁股。當姚明聽到這般言論當即表示：把驢給巴克利準備好。
0分首秀並沒有壓垮姚明，在接下來的比賽中姚明逐漸適應了NBA的比賽節奏，開始展現出狀元的天賦和實力。並且在對陣湖人的比賽中肆虐湖人的內線打爆奧尼爾，全場比賽9投9中拿下27分11籃板的兩雙表現。皮魯斯牽著一頭驢進入解說間，巴克利尷尬的笑著親吻了驢屁股，併為自己之前的言論像姚明道歉。此戰也成為姚明揚名之戰，姚明開始在NBA站穩腳跟。
2004年2月23日火箭主場迎戰老鷹，雙方大戰3個加時，火箭才以123-121險勝老鷹，姚明出場49分鐘拿下職業生涯最高的41分16個籃板7次助攻。比賽開始後姚明率先發力，強攻內線造成犯規兩罰全中，隨著比賽進行姚明在老鷹內線翻江倒海，多次打成2+1，兩對比分交替上升，首節姚明拿下10分1個籃板，火箭以30-31落後老鷹。第二節比賽老鷹下起三分雨，拉開比分，此時又是姚明站了出來，內線突破，中距離命中，暴扣，助攻隊友得分，一個人導演了火箭11-0的攻擊波，率領火箭緊咬比分。關鍵的第四節特里內突外投反超火箭一分，姚明再度發揮核心作用，內線強攻打成2+1，吸引防守包夾助攻弗朗西斯外線命中，雙方94-94打平進入加時賽。前兩個加時雙方再度戰平，進入第三個加時姚明在最後時刻造成犯規兩罰全中，回到防守端送出關鍵蓋帽，火箭終於123-121拿下這場比賽。
火箭以常規賽第6的身份進入季後賽，面對由科比領銜F4組合的湖人隊，火箭和姚明展現出了頑強的鬥志，但是由於實力和湖人存在明顯差距，最終1-4被淘汰出局。姚明在於奧尼爾對位的表現攻防兩端遭遇完爆遺憾告別自己的首次季後賽之旅。
05年姚明迎來了自己的最佳搭檔麥蒂，組成了火箭隊史上的姚麥組合。姚麥組合隨著賽季的進行漸入佳境，更是有麥蒂35秒13分的神奇表演，姚明繼續穩定發揮，率領火箭以西部第五的名次進入季後賽，首輪對陣西部第四的達拉斯小牛隊。比賽進程出人意料，火箭在客場連勝2場，取得大比分2-0得領先，姚明發揮出色完全統治的內線，麥蒂發揮出色，兩大巨星一內一外完全壓制小牛。回到主場的火箭面對小牛的瘋了反撲明顯準備不足，姚明受到犯規困擾，影響上場時間，只能眼睜睜看著小牛擴進比分並反超將比分扳成1-2。第四場依然在豐田中心進行，雙方打的難解難分，關鍵第四節姚明再度受到犯規困擾，進攻撞人犯規拿到個人第五次犯規只能被換下場。小牛趁勢打出7-0小高潮，反超1分，暫停之後姚明回來火箭依然不能止住頹勢小牛打出6-0，領先7分，此後麥蒂接連投中三分，無奈時間不夠，火箭102-106連輸兩場。最終小牛連扳四場4-2淘汰火箭。
此後的幾個賽季火箭始終未能有所突破，隨著麥蒂的離開火箭實力迅速下滑，姚明靠著一己之力帶領火箭艱難前行。2010年11月10日姚明的生涯最後一場比賽，面對湖人上場6分鐘，拿到1籃板1蓋帽，沒有得分，因傷退場。10月18日火箭官方宣佈姚明腳部應力性骨折賽季報銷。2011年7月20日姚明召開新聞發佈會正式宣佈退役。
姚明對中美兩國的籃球推動起到了重要作用，姚明像世界展現了中國的體育文化和國人對籃球的熱愛。姚明回國後擔任籃協主席，在姚明的推動下不斷推陳出新，大力培養新人，隨著新人的出色表現逐漸在俱樂部和國家隊挑起大梁，讓世人知道了CBA不止有出色的外援。增加常規賽場次和季後賽名額，增設回放中心，嚴厲打擊惡意犯規和違體犯規，加強對運動員的保護等一系列措施，使的我們的聯賽水平大幅上升，聯賽環境也更加健康。
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