Axa de rulare este una dintre cele trei axe primare utilizate pentru a defini și controla mișcarea într-un spațiu tridimensional. Folosită în principal la pilotarea aeronavelor, submarinelor și navelor spațiale, axa de rulare este definită de o linie imaginară care trece prin centrul unei aeronave sau vehicul din față spre spate. Măsurat în grade de rotație de la zero la 359, 0° pe axa de rulare este referit la un punct fix în spațiu, de obicei vertical și la nivel cu Pământul în cazul avioanelor și submarinelor. În nave spațiale, punctul zero fix poate fi orice punct care pare a fi staționar în raport cu direcția de deplasare a navei, cum ar fi Pământul, Soarele sau planul orbital parcurs de planete în timp ce acestea se învârt în jurul Soarelui.
Când o aeronavă se rotește pe axa sa de rulare, nasul său va continua să îndrepte în direcția de deplasare pe măsură ce aripile se rotesc în jurul axei. Axa de rulare crește de la 0° la 359° în sensul acelor de ceasornic în raport cu poziția pilotului. La axa de rulare de 0°, o aeronavă ar zbura drept și la nivel; la 90°, aeronava ar fi în continuare îndreptată în direcția de mers, dar aripa stângă ar fi îndreptată drept în sus, iar aripa dreaptă în jos. La 180°, aeronava ar zbura drept, dar cu susul în jos în raport cu Pământul.
Există circumstanțe în care punctul fix al unei axe de rulare va fi schimbat temporar, în special atunci când manevrați sau executați o sarcină care necesită mișcare față de un alt obiect. O navă spațială își va schimba definiția axei de rulare atunci când se andoculează cu o altă navă spațială sau cu o stație orbitală. În acest caz, centrul aparatului de andocare va deveni punctul fix și toate mișcările navei spațiale sunt măsurate în raport cu acesta până la finalizarea procedurii de andocare. Odată finalizată, referința fixă pentru axa de rulare fie va reveni la definițiile anterioare, fie se va schimba din nou la stația orbitală în sine până când nava spațială își va părăsi proximitatea.
Axa de rulare funcționează în combinație cu alte două axe, axa de pas și axa de rotire, pentru a defini orice mișcare sau direcție relativă într-un spațiu tridimensional. Axa de pas este o linie imaginară care trece prin centrul unui vehicul din partea stângă la dreapta, iar mișcarea este măsurată în raport cu direcția de deplasare a vehiculului. Rotirea pe axa de pas modifică unghiul de sus și de jos al nasului vehiculului, 0° fiind la nivel și 90° îndreptând nasul drept în sus. Axa de orientare merge de la partea superioară a vehiculului până la partea de jos. Când se deplasează pe axa de rotație, vârful vehiculului se rotește orizontal la stânga sau la dreapta în raport cu direcția de deplasare a vehiculului.