Aerodynamika śmigłowca obejmuje złożoną interakcję między grawitacją, ciągiem i siłami kierunkowymi, co czyni je samolotami wysoce zwrotnymi, ale także znacznie mniej wydajnymi niż tradycyjne samoloty, a także charakteryzującymi się niższą prędkością maksymalną i mniejszym zasięgiem. Trójkierunkowe siły odchylenia, pochylenia i kołysania muszą być brane pod uwagę przez cały czas, gdy helikopter jest w locie. Działa również na unikalnych zasadach aerodynamicznych kontrolowanych przez tarczę wirnika głównego, wirnik ogonowy oraz efekty translacyjne lub naziemne ze względu na ruch do przodu i zmiany ciągu podczas zbliżania się do lądu lub budynków.
Podczas gdy zasady lotu większości śmigłowców są dobrze znane opinii publicznej w zakresie pionowych startów, zawisu i ruchu na boki podczas lotu, nie jest to ograniczenie charakterystyki osiągów śmigłowca. Tarcza wirnika głównego helikoptera może być przechylana w dowolnym kierunku. Przechylenie go do przodu zmniejszy ciąg w dół i zapewni pęd do przodu. Wirnik może być również przechylony na bok lub tył korpusu głównego śmigłowca, jednak dzięki temu pojazd może zwiększyć prędkość pod kątem lub cofnąć się.
Ta cecha głównego mechanizmu ciągu w śmigłowcu sprawia, że zrozumienie charakterystyk odchylenia, pochylenia i przechyłu jest ważniejsze dla aerodynamiki śmigłowca, niż mogłoby się początkowo wydawać. Yaw to ruch w lewo lub w prawo, któremu często towarzyszy pochylenie, czyli ruch w górę i w dół. Przechylenie to połączenie odchylenia i pochylenia, w którym helikopter odchyla się od głównego kierunku lotu, tocząc się w górę lub w dół w lewo lub w prawo, na które ma bezpośredni wpływ nachylenie łopaty wirnika, a także wielkość moc przykładana do ostrza.
Żaden z tych manewrów nie jest jednak możliwy bez efektu tandemu śmigła ogonowego. Kontrola kąta i ciągu tarczy wirnika głównego odbywa się za pomocą ręcznego cyklika lub drążka, podczas gdy poziom rotacji lub momentu obrotowego wirnika ogonowego jest kontrolowany za pomocą pedałów. Wirnik ogonowy bezpośrednio przeciwdziała obrotom korpusu helikoptera, który w przeciwnym razie wymknąłby się spod kontroli, dopasowując się do obrotu wirnika głównego. Zwiększanie lub zmniejszanie prędkości śmigła ogonowego za pomocą pedałów pozwoli helikopterowi zmienić kierunek, w którym jest zwrócony podczas lotu. Najczęściej odbywa się to podczas startów i lądowań, ponieważ gdy pojazd wykona znaczny ruch do przodu, zmiany kierunku są dokonywane przy użyciu zasad aerodynamiki śmigłowca: przechyłu i pochylenia. Z tego powodu większość śmigłowców nie jest wyposażona w klapy ogonowe na końcu ogona do sterowania kierunkiem, ponieważ są one niepotrzebne.
Inne główne siły aerodynamiczne oddziałujące na śmigłowce w locie to ruch translacyjny i efekty naziemne. Łopata wirnika helikoptera jest podobna do śmigła w samolocie ze stałym skrzydłem, ale jest bardziej płaska i elastyczna, gdzie jest zaprojektowana tak, aby wypychać powietrze podczas obracania się, zamiast przekręcać przez nie. Gdy pojazd porusza się do przodu i nabiera prędkości, powietrze wokół nadwozia i wirnika staje się mniej turbulentne, co pozwala na uzyskanie lepszego nośności dzięki aerodynamice translacyjnej, która tworzy rodzaj bezwładności do przodu pojazdu.
Efekt naziemny jest jego przeciwieństwem i jest efektem odstraszania odczuwanym, gdy pojazd zbliża się do lądu. Gdy ciąg w dół uderza w twardą powierzchnię, tworzy zwiększony ciąg w górę, który musi zostać skompensowany. Może się to również zdarzyć podczas lotu, jeśli helikopter przelatuje blisko budynku lub innej stałej przeszkody.
Główny wirnik używany do aerodynamiki śmigłowca musi podczas lotu podlegać różnym konkurującym siłom. Nowoczesna aerodynamika śmigłowca musi uwzględniać niesymetrię siły nośnej poprzez zastosowanie trzepotania łopat. Gdy pojazd porusza się do przodu, łopata wirnika skręca się podczas ruchu, aby zniwelować większy efekt unoszenia generowany z przodu łopaty niż z tyłu, co może spowodować przetoczenie się helikoptera. Trzepotanie łopatami służy do kompensacji tego, tworząc elastyczną łopatę wirnika, która wygina się w górę na krawędzi natarcia i w dół na krawędzi spływu. Wyrównuje to siły nośne, a taka elastyczność jest widoczna w zaparkowanych helikopterach, w których wirnik opada na krawędzi.
Złożoność aerodynamiki śmigłowców pozwala również na bezpieczne lądowanie w przypadku utraty pełnej mocy wirnika. W przeciwieństwie do popularnego założenia, że helikopter spadłby jak skała z utratą mocy, kształt pojazdu i wciąż obracające się łopaty wirnika pozwalają mu w sytuacjach awaryjnych wykonać manewr autorotacji, zwany inaczej szybowaniem. Opadanie pojazdu faktycznie napędza wirnik z utrzymywaną lub zwiększoną prędkością, gdy układ sprzęgła jest rozłączony, umożliwiając wirnikowi swobodne obracanie się i lądowanie pojazdu z szybszą niż normalna, ale bezpieczną prędkością.