直升机空气动力学涉及重力、推力和方向力之间的复杂相互作用，使其具有高度机动性，但也比传统飞机效率低得多，并且具有较低的最大速度和较短的射程。直升机飞行时，必须始终考虑偏航、俯仰和横滚三个方向的力。它还根据独特的空气动力学原理运行，这些原理由主旋翼盘、尾桨和平动或地面效应控制，因为它在接近陆地或建筑物时向前移动和推力变化。。

虽然大多数直升机的飞行原理为公众所熟知，包括垂直起飞、悬停和飞行过程中的侧向运动，但这并不是直升机性能特征的限制。直升机的主旋翼盘可以向任何方向倾斜。将其向前倾斜将减少向下推力并提供向前动量。但是，旋翼也可以倾斜到直升机主体的侧面或后部，使车辆能够以一定角度增加速度或反向移动。。

直升机主推力机构的这一特性使得对偏航、俯仰和滚转特性的理解在直升机空气动力学中比最初认识到的更为重要。偏航是向左或向右的运动，通常伴随着俯仰，俯仰是向上和向下的运动。滚转是偏航和俯仰的组合，直升机通过向左或向右上下滚转偏离其主要飞行方向，所有这些都直接受到旋翼桨叶自身倾斜以及施加到桨叶上的功率的影响。。

然而，如果没有尾旋翼的串联效应，这些机动都是不可能的。主旋翼盘的角度和推力的控制通过手持式循环或斗杆完成，而尾旋翼的旋转或扭矩水平由脚踏板控制。尾桨直接抵消直升机机身的旋转，否则会失去控制，从而与主旋翼的旋转相匹配。使用脚踏板提高或降低尾桨速度将允许直升机在飞行中改变其面对的方向。这通常是在起飞和着陆时进行的，因为一旦车辆有显著的向前运动，方向的改变就使用直升机的空气动力学原理（滚转和俯仰）来完成。由于这个原因，大多数直升机在尾部末端没有配备用于控制方向的尾翼，因为它们是不必要的。。

影响直升机飞行的其他主要气动力是平动升力和地面效应。直升机旋翼桨叶类似于固定翼飞机上的螺旋桨，但更为平坦和灵活，其设计目的是在空气旋转时将其推出，而不是在空气中拧动。随着车辆向前移动并获得速度，车身和转子周围的空气变得不那么湍流，从而通过平动空气动力学产生更好的升力，从而为车辆创造一种向前惯性。。

地面效应与此相反，是车辆接近地面时产生的排斥效应。当向下推力撞击固体表面时，它会产生增加的向上推力，必须对此进行补偿。如果直升机靠近建筑物或其他固体障碍物飞行时也会发生这种情况。

用于直升机空气动力学的主旋翼在飞行过程中必须承受各种竞争力。现代直升机空气动力学必须通过使用桨叶拍打来解释升力的不对称性。当车辆向前移动时，旋翼桨叶在运动中扭曲，以适应桨叶前部产生的比后部更大的升力效应，这可能导致直升机侧倾。叶片拍打通过制造一个柔性转子叶片来抵消这一点，该叶片在前缘向上弯曲，在后缘向下弯曲。这就平衡了升力，这种灵活性在停着的直升机上是显而易见的，因为直升机的旋翼在边缘向下下垂。。

直升机空气动力学的复杂性也允许他们在旋翼失去全部动力时安全着陆。与普遍认为直升机会像岩石一样坠落并失去动力的假设不同，飞行器的形状和仍然旋转的旋翼桨叶允许它在紧急情况下执行自转动作，也就是所谓的滑翔。当离合器系统分离时，车辆下降实际上以保持或增加的速度驱动转子，使转子自由旋转，并以高于正常但安全的速度着陆。。