Dinamica zborului este analiza modului în care aeronavele se mișcă prin aer, a forțelor și a sistemelor de control care le permit să mențină zborul și a forțelor fizice exterioare care acționează asupra lor, cum ar fi forța, portanța, gravitația și forța. Principalele aplicații ale științei dinamicii zborului se referă la atitudinea aeronavelor în timpul zborului, în special în modurile în care se mișcă și sunt făcute să se miște în cele trei axe separate de înclinare, rotire și rulare. Știința dinamicii zborului este aplicată și la navele spațiale, dar modurile în care zborul și controlul zborului sunt realizate în astfel de ambarcațiuni diferă semnificativ de cele ale aeronavelor atmosferice, cum ar fi avioanele și elicopterele.
Orientarea aeronavelor și a navelor spațiale folosesc ceea ce se numește un ideal ca punct de referință. Pentru aeronavele atmosferice, acesta este în esență un zbor drept și nivelat, folosind solul ca referință. Pentru nave spațiale, această referință este arbitrară și se poate baza pe planetara sau pe alt obiect în jurul căruia nava spațială orbitează sau chiar pe o altă navă spațială. Când o navă spațială se află pe orbită în jurul Pământului, suprafața Pământului este adesea folosită ca referință, dar în scopul manevrării în apropierea și al andocării cu alte nave spațiale sau cu Stația Spațială Internațională, de exemplu, cealaltă navă sau obiect poate fi referinţă.
Cele trei axe de rotație ale aerului și ale navei spațiale se numesc pitch, roll și yaw, iar o navă spațială sau o aeronavă se mișcă în jurul acestor axe cu centrul său de greutate, sau masa, ca punct în care cele trei axe se întâlnesc. Inginerii și designerii aerospațiali folosesc dinamica zborului pentru a determina modul în care aerul și navele spațiale se vor comporta atunci când mecanismele de control sunt utilizate pentru a roti vehiculul într-una dintre aceste direcții, precum și mișcarea direcțională a vehiculului prin atmosferă sau spațiu. Lucruri precum cantitatea de forță necesară pentru zbor, stabilitatea zborului, manevrabilitatea și ratele de urcare pot fi estimate cu un grad ridicat de precizie pentru un design aerian sau spațial prin aplicarea principiilor dinamicii zborului. Sistemele de control și propulsie sunt proiectate folosind principiile dinamicii zborului pentru a permite aerului și navelor spațiale să efectueze un zbor controlat și eficient.
În timp ce fiecare dintre cele trei axe de rotație are o definiție științifică, acestea pot fi confuze și este adesea mai ușor să le definiți în termeni mai simpli. Pasul se referă la atitudinea direcției de zbor față de punctul de referință, într-o direcție în sus sau în jos. Când un avion urcă, se spune că pasul său este pozitiv, adică este înclinat deasupra punctului de referință.
Yaw se referă la atitudinea aeronavei dintr-o parte în alta. Imaginați-vă un model de avion așezat pe o masă și, fără a muta centrul avionului, rotiți-l într-o parte sau în cealaltă. Aceasta este viciul. Rolul poate fi ușor imaginat imaginându-vă un avion în zbor drept și ridicând o aripă.