O empuxo, a força que age para frente, se opõe ao arrasto, enquanto a sustentação se opõe ao peso. O empuxo é obtido pela aceleração de uma massa de ar ambiente a uma velocidade maior que a velocidade da aeronave; a reação igual e oposta é a aeronave se mover para frente. Em aeronaves alternativas ou com motor turboélice, o empuxo deriva da força propulsora causada pela rotação da hélice, com empuxo residual fornecido pelo escapamento. Em um motor a jato, o empuxo deriva da força propulsora das lâminas rotativas de uma turbina que comprime o ar, que é então expandido pela combustão do combustível introduzido e exaurido do motor. Em uma aeronave movida a foguete, o empuxo é derivado da reação igual e oposta à queima do propelente do foguete. Em um planador, a altura atingida por técnicas mecânicas, orográficas ou térmicas é traduzida em velocidade por meio da gravidade.

Agir em oposição contínua ao empuxo é o arrasto, que possui dois elementos. O arrasto parasitário é aquele causado pela resistência da forma (devido à forma), fricção da pele, interferência e todos os outros elementos que não contribuem para a elevação; o arrasto induzido é aquele criado como resultado da geração de sustentação.

O arrasto parasitário aumenta conforme a velocidade no ar aumenta. Para a maioria dos voos, é desejável ter todo o arrasto reduzido ao mínimo e, por esta razão, atenção considerável é dada à racionalização da forma da aeronave, eliminando o máximo possível de estrutura indutora de arrasto (por exemplo, cercar a cabine com uma cobertura, retração do trem de pouso, utilizando rebitagem nivelada e pintura e polimento de superfícies) Alguns elementos menos óbvios do arrasto incluem a disposição relativa e a área da fuselagem e da asa, motor e superfícies da empenagem; a interseção de asas e superfícies da cauda; o vazamento não intencional de ar pela estrutura; o uso de excesso de ar para resfriamento; e o uso de formas individuais que causam separação local do fluxo de ar.

O arrasto induzido é causado pelo elemento do ar desviado para baixo que não é vertical em relação à trajetória de vôo, mas é ligeiramente inclinado para trás a partir dele. À medida que o ângulo de ataque aumenta, o arrasto também aumenta; em um ponto crítico, o ângulo de ataque pode se tornar tão grande que o fluxo de ar é interrompido sobre a superfície superior da asa, e a sustentação é perdida enquanto o arrasto aumenta. Essa condição crítica é chamada de estol.

A sustentação, o arrasto e o estol são todos afetados de várias maneiras pela forma da planta da asa. Uma asa elíptica como a usada no caça Supermarine Spitfire da Segunda Guerra Mundial, por exemplo, embora seja aerodinamicamente ideal em uma aeronave subsônica, tem um padrão de estol mais indesejável do que uma asa retangular simples.

A aerodinâmica do vôo supersônico é complexa. O ar é compressível, e, conforme as velocidades e altitudes aumentam, a velocidade do ar que flui sobre a aeronave começa a exceder a velocidade da aeronave através do ar. A velocidade na qual essa compressibilidade afeta uma aeronave é expressa como uma razão entre a velocidade da aeronave e a velocidade do som, chamada de número Mach, em homenagem ao físico austríaco Ernst Mach. O número Mach crítico para uma aeronave foi definido como aquele em que h em algum ponto da aeronave, o fluxo de ar atingiu a velocidade do som.

Em números Mach superiores ao número Mach crítico (isto é, velocidades nas quais o fluxo de ar excede a velocidade do som em pontos locais na fuselagem), ocorrem mudanças significativas nas forças, pressões e momentos que atuam na asa e na fuselagem, causadas pela formação de ondas de choque. Um dos efeitos mais importantes é um aumento muito grande no arrasto, bem como uma redução na sustentação. Inicialmente, os projetistas buscaram atingir números Mach críticos mais altos projetando aeronaves com seções de aerofólio muito finas para a asa e superfícies horizontais e garantindo que a proporção de finura (comprimento para diâmetro) da fuselagem fosse a mais alta possível. As taxas de espessura das asas (a espessura da asa dividida por sua largura) eram de cerca de 14 a 18 por cento em aeronaves típicas do período 1940–45; em jatos posteriores, a proporção foi reduzida para menos de 5 por cento. Essas técnicas atrasaram o fluxo de ar local atingindo Mach 1.0, permitindo números Mach críticos ligeiramente mais altos para a aeronave. Estudos independentes na Alemanha e nos Estados Unidos mostraram que o alcance do Mach crítico poderia ser atrasado ainda mais com o retorno das asas. A varredura das asas foi extremamente importante para o desenvolvimento do alemão Messerschmitt Me 262 da Segunda Guerra Mundial, o primeiro caça a jato operacional, e para caças do pós-guerra, como o North American F-86 Sabre e o Soviético MiG-15. Esses caças operavam em altas velocidades subsônicas, mas as pressões competitivas de desenvolvimento exigiam aeronaves que pudessem operar em velocidades transônicas e supersônicas. A potência dos motores a jato com pós-combustores tornava essas velocidades tecnicamente possíveis, mas os projetistas ainda eram prejudicados pelo enorme aumento do arrasto na área transônica. A solução envolvia adicionar volume à fuselagem à frente e atrás da asa e reduzi-la perto da asa e da cauda, para criar uma área de seção transversal que se aproximasse mais da área ideal para limitar o arrasto transônico. As primeiras aplicações desta regra resultaram em uma aparência de “cintura de vespa”, como a do Convair F-102. Em jatos posteriores, a aplicação desta regra não é tão aparente na forma do plano da aeronave.