Η δυναμική πτήσης είναι η ανάλυση του τρόπου με τον οποίο τα αεροσκάφη κινούνται μέσω του αέρα, των δυνάμεων και των συστημάτων ελέγχου που τους επιτρέπουν να διατηρήσουν την πτήση και των εξωτερικών φυσικών δυνάμεων που δρουν πάνω τους όπως η ώθηση, η άρση, η βαρύτητα και η έλξη. Οι κύριες εφαρμογές της επιστήμης της δυναμικής πτήσης σχετίζονται με τη στάση του αεροσκάφους κατά τη διάρκεια της πτήσης, ιδιαίτερα με τους τρόπους με τους οποίους κινούνται και γίνονται για να κινούνται στους τρεις ξεχωριστούς άξονες βήματος, εκτροπής και κύλισης. Η επιστήμη της δυναμικής πτήσης εφαρμόζεται επίσης σε διαστημόπλοια, αλλά οι τρόποι με τους οποίους επιτυγχάνεται ο έλεγχος πτήσης και πτήσης σε τέτοια σκάφη διαφέρουν σημαντικά από εκείνους των ατμοσφαιρικών σκαφών όπως τα αεροπλάνα και τα ελικόπτερα.
Ο προσανατολισμός των αεροσκαφών και των διαστημικών σκαφών χρησιμοποιούν αυτό που ονομάζεται ιδανικό ως σημείο αναφοράς. Για ατμοσφαιρικά αεροσκάφη, αυτή είναι ουσιαστικά ευθεία και επίπεδη πτήση, χρησιμοποιώντας το έδαφος ως αναφορά. Για τα διαστημόπλοια, αυτή η αναφορά είναι αυθαίρετη και μπορεί να βασίζεται στον πλανητικό ή άλλο αντικείμενο γύρω από το οποίο το διαστημόπλοιο βρίσκεται σε τροχιά ή ακόμα και σε άλλο διαστημόπλοιο. Όταν ένα διαστημικό σκάφος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, η επιφάνεια της Γης χρησιμοποιείται συχνά ως σημείο αναφοράς, αλλά για τους σκοπούς ελιγμών κοντά και ελλιμενισμού με άλλα διαστημόπλοια ή τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, για παράδειγμα, το άλλο σκάφος ή αντικείμενο μπορεί να είναι το αναφορά.
Οι τρεις άξονες περιστροφής του αέρα και του διαστημικού σκάφους ονομάζονται pitch, roll και yaw, και ένα διαστημόπλοιο ή αεροσκάφος κινείται γύρω από αυτούς τους άξονες με το κέντρο βάρους ή τη μάζα του ως το σημείο όπου συναντώνται οι τρεις άξονες. Οι μηχανικοί και οι σχεδιαστές αεροδιαστημικής χρησιμοποιούν τη δυναμική πτήσης για να καθορίσουν πώς θα συμπεριφέρονται ο αέρας και το διαστημικό σκάφος όταν χρησιμοποιούνται μηχανισμοί ελέγχου για την περιστροφή του οχήματος σε μία από αυτές τις κατευθύνσεις, καθώς και την κατευθυντική κίνηση του οχήματος στην ατμόσφαιρα ή το διάστημα. Πράγματα όπως η ποσότητα ώσης που απαιτείται για την πτήση, η σταθερότητα της πτήσης, η ικανότητα ελιγμών και οι ρυθμοί ανάβασης μπορούν όλα να εκτιμηθούν με υψηλό βαθμό ακρίβειας για έναν σχεδιασμό αέρα ή διαστημικού σκάφους, εφαρμόζοντας αρχές δυναμικής πτήσης. Τα συστήματα ελέγχου και πρόωσης έχουν σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας αρχές δυναμικής πτήσης για να επιτρέπουν στον αέρα και τα διαστημόπλοια να πραγματοποιούν ελεγχόμενη, αποτελεσματική πτήση.
Ενώ καθένας από τους τρεις άξονες περιστροφής έχει έναν επιστημονικό ορισμό, αυτοί μπορεί να προκαλούν σύγχυση και συχνά είναι ευκολότερο να τους ορίσουμε με πιο απλούς όρους. Το βήμα αναφέρεται στη στάση της κατεύθυνσης της πτήσης ως προς το σημείο αναφοράς, σε κατεύθυνση προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Όταν ένα αεροπλάνο ανεβαίνει, λέγεται ότι το βήμα του είναι θετικό, δηλαδή έχει γωνία πάνω από το σημείο αναφοράς.
Το Yaw αναφέρεται στη στάση του αεροσκάφους από πλευρά σε πλευρά. Φανταστείτε ένα μοντέλο αεροπλάνου να κάθεται σε ένα τραπέζι και χωρίς να μετακινήσετε το κέντρο του αεροπλάνου, περιστρέψτε το προς τη μία ή την άλλη πλευρά. Αυτό είναι yaw. Το ρολό μπορεί εύκολα να απεικονιστεί φανταζόμενος ένα αεροπλάνο σε ευθεία πτήση και σηκώνοντας το ένα φτερό.