Przepływ przez rurkę Pitota jest mierzony na podstawie ciśnienia powietrza przechodzącego do niej i ustalonej gęstości powietrza w atmosferze przy określonej wysokości i temperaturze powietrza. Równania te są oparte na zasadach Bernoulliego przy umiarkowanych prędkościach, które muszą znajdować się poniżej zakresu naddźwiękowego. Inne czynniki, takie jak nagromadzenie lodu lub wiatry boczne, mogą również wpływać na dokładność przepływu przez rurkę Pitota. Chociaż rurki Pitota teoretycznie mogą być używane do pomiaru dowolnej prędkości przepływu płynu, są one obecnie najczęściej stosowane w samolotach w celu określenia prędkości powietrza w locie. Henri Pitotowi przypisuje się wynalezienie rurki Pitota w 1732 roku podczas badania ciśnienia przepływu rzeki Sekwany we Francji, a francuski naukowiec Henry Darcy zmodyfikował jej konstrukcję do użytku w samolotach w połowie XIX wieku.
Jako forma pomiaru ciśnienia, rurki Pitota nie mierzą średniej prędkości, ale zamiast tego pojedynczy punkt prędkości w strumieniu. Prędkości przepływu płynu nie można zmierzyć samym przepływem rurki Pitota w samolocie, ponieważ wymagają one również pomiaru zewnętrznego ciśnienia statycznego powietrza do obliczeń prędkości. W związku z tym urządzenia te obliczają tak zwane ciśnienie stagnacji lub ciśnienie wywierane przez powietrze, gdy wchodzi ono do rurki Pitota i wychodzi przez otwory połączone z przetwornikami ciśnienia na drugim końcu. Ciśnienie statyczne jest obliczane przez statyczne porty zwykle montowane z boku kadłuba samolotu, podczas gdy przepływ przez rurkę Pitota jest oparty na rurce Pitota, która jest często montowana na wysięgniku wystającym z nosa samolotu.
W przypadku przepływu przez rurkę Pitota ciśnienie stagnacji jest obliczane przez dodanie standardowego statycznego ciśnienia atmosferycznego do ciśnienia dynamicznego wywieranego na wnętrze rurki Pitota. Z tyłu rurki Pitota znajduje się pierścień otworów i centralny otwór wylotowy, oba połączone z przetwornikiem ciśnienia. Gdy powietrze wychodzi z tych otworów, różnice ciśnień są wykorzystywane przez przetwornik do obliczania dynamicznego ciśnienia powietrza. Równanie Bernoulliego mówi, że statyczne ciśnienie powietrza plus dynamiczne ciśnienie powietrza równa się całkowitemu ciśnieniu powietrza, które w tym przypadku jest ciśnieniem stagnacji rurki Pitota.
Gdy znane jest ciśnienie stagnacji oraz lokalna gęstość powietrza, równania Bernoulliego można wykorzystać do obliczenia prędkości samolotu, przez który przepływa rurka Pitota. Chociaż jest to niezawodne w idealnych warunkach, niskie prędkości powietrza często powodują tak małe zmiany ciśnienia w przepływie rurki Pitota, że przetwornik ciśnienia często może nie być w stanie ich dokładnie obliczyć, co skutkuje błędnymi odczytami prędkości. Kilka śmiertelnych wypadków z powietrzem, w których wystąpiły błędne odczyty przepływu z rurki Pitota, miało również miejsce, gdy zostały one zamrożone, zmieniając przepływ powietrza, dlatego wbudowane podgrzewacze do odladzania są teraz wbudowane w rurki Pitota, aby zapobiec takim tragediom w przyszłości. Korekty można również wprowadzić dla wyjątkowych warunków, takich jak niska prędkość powietrza lub lot naddźwiękowy, tak aby rurki Pitota generowały dokładne odczyty.