Az aerodinamika a légáramlás és a levegőben történő mozgás tudománya. A gázok mechanikájának azon része, amely a levegő, valamint más gázok mozgásának, áramlásának törvényszerűségeivel foglalkozik. A repüléstan egyik legfontosabb tudományága. Más gázokra is alkalmazható, és része az általánosabb érvényű hidrodinamikának.
George Cayley alapozta meg a levegőnél nehezebb testek repülésével foglalkozó kísérleteivel az aerodinamika elméletét 1804-ben. Ő alkalmazta először a szárnyak V állását, amely nagyobb stabilitást biztosít. Az aerodinamika elvek megmagyarázzák a repülés jelenségét. A repülőgép szárnyának alakja és irányítottsága (görbült felső felület, lefelé döntött szárnyhelyzet) következtében a szárny fölötti levegő gyorsabban halad, és így alacsonyabb nyomású (a Bernoulli-törvény következtében). A nyomáskülönbség felhajtóerőt biztosít. Az így nyerhető felhajtóerő növekszik a szárny hosszúságával (fesztávolságával), de csökken a repülési magassággal.
A repülőgép mozgása a levegőben olyan erőt kelt, ami fékezőleg hat. Ez a közegellenállás, ami függ a repülőgép méretétől és alakjától. A repülőgép felülete mentén a súrlódás hátráltatja a légáramlást; az így létrejövő fékezőhatás a súrlódási közegellenállás. Ez felmelegedést okoz, ami néha szélsőségesen nagy mértékű lehet, mint pl. az űrjárművek visszatérésénél. A súrlódásból eredő veszteségek növekednek a szárnyfelület és a sebesség növekedésével és csökkennek a repülési magasság növekedésével.
A légi járművekre ható közegellenállás megnöveli az üzemanyag-fogyasztást. Az épületek és a hidak a szél hatására kilenghetnek. Ezek a hatások - amelyeket figyelembe kell venni a tervezéskor - minimalizálhatók a légáramlás felől nézett alak helyes kialakításával. A szélcsatornák lehetővé teszik, hogy a méretarányosan kicsinyített modelleket szimulált légköri jelenségeknek tegyék ki, és így a tervezett forma aerodinamikai tulajdonságai meghatározhatók. Különösen fontosak a rendellenes légáramlási jelenségek, pl. a turbulencia és az örvények.