Oś roll jest jedną z trzech głównych osi używanych do definiowania i kontrolowania ruchu w przestrzeni trójwymiarowej. Stosowana głównie w pilotowaniu samolotów, łodzi podwodnych i statków kosmicznych, oś przechyłu jest określona przez wyobrażoną linię, która biegnie przez środek statku lub pojazdu od przodu do tyłu. Mierzone w stopniach obrotu od zera do 359, 0° na osi przechyłu odnosi się do stałego punktu w przestrzeni, zwykle w pozycji pionowej i na poziomie Ziemi w przypadku samolotów i łodzi podwodnych. W statkach kosmicznych stałym punktem zerowym może być dowolny punkt, który wydaje się być nieruchomy w stosunku do kierunku podróży statku, taki jak Ziemia, Słońce lub płaszczyzna orbity, po której poruszają się planety, gdy krążą wokół Słońca.
Kiedy samolot obraca się wokół własnej osi, jego nos będzie nadal wskazywany w kierunku lotu, gdy skrzydła obracają się wokół osi. Oś przechyłu wzrasta od 0° do 359° w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara w stosunku do pozycji pilota. Przy osi przechyłu 0° samolot leciał prosto i poziomo; przy 90 ° samolot nadal byłby skierowany w kierunku jazdy, ale lewe skrzydło byłoby skierowane prosto w górę, a prawe w dół. Przy 180° samolot leciałby prosto, ale do góry nogami w stosunku do Ziemi.
Zdarzają się okoliczności, w których punkt stały osi przechyłu zostanie tymczasowo zmieniony, szczególnie podczas manewrowania lub wykonywania zadania wymagającego ruchu względem innego obiektu. Statek kosmiczny zmieni definicję swojej osi przechyłu podczas dokowania do innego statku kosmicznego lub stacji orbitalnej. W takim przypadku środek urządzenia dokującego stanie się punktem stałym i wszystkie ruchy statku kosmicznego będą mierzone względem niego, aż do zakończenia procedury dokowania. Po zakończeniu, stałe odniesienie dla osi przechyłu albo powróci do swoich poprzednich definicji, albo zmieni się ponownie na samą stację orbitalną, dopóki statek kosmiczny nie opuści jej bliskości.
Oś roll działa w połączeniu z dwiema innymi osiami, osią pochylenia i osią odchylenia, aby zdefiniować dowolny względny ruch lub kierunek w przestrzeni trójwymiarowej. Oś pochylenia to wyimaginowana linia, która biegnie przez środek pojazdu od jego lewej strony do prawej, a ruch jest mierzony w odniesieniu do kierunku jazdy pojazdu. Obracanie się na osi nachylenia zmienia kąt nachylenia przodu pojazdu w górę iw dół, przy czym 0° jest ustawiony w poziomie, a 90° skierowany jest przód prosto w górę. Oś odchylenia biegnie od góry pojazdu do jego dołu. Podczas poruszania się w osi odchylenia dziób pojazdu obraca się poziomo w lewo lub w prawo w stosunku do kierunku jazdy pojazdu.