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  直升機的升力產生原理與固定翼飛機的機翼相似,機翼與空氣之間發生相對運動,進而產生升力。只不過這個升力是來自於繞固定軸旋轉的“旋翼”。旋翼不像固定翼飛機那樣依靠整個機體向前飛行來使機翼與空氣產生相對運動,而是依靠自身旋轉產生與空氣的相對運動。但是,在旋翼提供升力的同時,直升機機身也會因反扭矩(與驅動旋翼旋轉等量但方向相反的扭矩,即反作用扭矩)的作用而具有向反方向旋轉的趨勢。對於單旋翼直升機,為了平衡反扭矩,常見的做法是以另一個小型旋翼,即尾槳,在機身尾部產生抵消反向運動的力矩。對於多旋翼直升機,多采用旋翼之間反向旋轉的方法來抵消反扭矩的作用,因此在附圖的運作說明中可以見得,由上俯視一個順時針旋轉的主翼,它的尾槳會是向黃色箭頭所指方向推力的。  直升機和旋翼機的外觀和效能相似,但旋翼機比較簡單和低價,但不如直升機的多方面的特殊效能,而是介乎於普通的固定翼飛機和直升機中間,所以用途較狹而專業化的航空機構通常擁有直升機但鮮有采用旋翼機。

  人類夢想的飛行方式是原地騰空而起,既能自由飛翔又能懸停於空中,並且隨意實現定點著陸。例如阿拉伯人的飛毯,希臘神的戰車,都是垂直起落飛行器。其中最有價值、最具代表性的是中國古代玩具竹蜻蜓和義大利人達·芬奇關於垂直起降航空器的畫作。  李約瑟誤以為中國晉朝葛洪所著的《抱朴子》有紀錄類似竹蜻蜓最早的動力機械,但實際上文章說的是服丹修練成仙成功時,人可以飛行。  《簡明不列顛百科全書》第9卷寫道:“直升機是人類最早的飛行設想之一,多年來人們一直相信最早提出這一想法的是達·芬奇,但現在都知道,中國人比中世紀的歐洲人更早做出了直升機玩具。”這種玩具於14世紀傳到歐洲。“英國航空之父”喬治·凱利(1773年-1857年)曾製造過幾個竹蜻蜓,用鐘錶發條作為動力來驅動旋轉,飛行高度曾達27米。  隨著生產力的發展和人類文明的進步,直升機的發展史由幻想時期進入了探索時期。歐洲產業革命之後,機械工業迅速倔起,尤其是本世紀初汽車和輪船的發展,為飛行器準備了發動機和可供借鑑的螺旋槳。經過航空先驅者們勇敢而艱苦的創造和試驗,1903年萊特兄弟(Wright brothers)製造的固定翼飛機飛行成功。在此期間,儘管在發展直升機方面,航空先驅們付出了相當的艱辛和努力,但由於直升機技術的複雜性和發動機效能不佳,它的成功飛行比飛機遲了30多年。  20世紀初為直升機發展的探索期,多種試驗性機型相繼問世。試驗機方案的多樣性表明了探索階段的技術不成熟性。經過多年實踐,這些方案中只有縱列式和共軸雙旋翼式保留了下來,至今仍在應用。雙槳橫列式方案未在直升機家族中延續,但在傾轉旋翼飛機中得到了繼承和發展。  俄國人尤利耶夫另闢捷徑,提出了利用尾槳來配平旋翼反扭矩的設計方案並於1912年製造出了試驗機。這種單旋翼帶尾槳式直升機成為至今最流行的形式。  經過20世紀初的努力探索,為直升機發展積累了可貴的經驗並取得顯著進展,有多架試驗機實現了短暫的垂直升空和短距飛行,但離實用還有很大距離。  飛機工業的發展使航空發動機的效能迅速提高,為直升機的成功提供了重要條件。旋翼技術的第一次突破,歸功於西班牙人Ciervao,他為了創造“不失速”的飛機以解決固定翼飛機的安全問題,採用自轉旋翼代替機翼,發明了自轉旋翼機。旋翼技術在自轉旋翼機上的成功應用和發展,為直升機的誕生提供了另一個重要條件。  1907年8月,法國人保羅·科爾尼研製出一架全尺寸載人直升機,並在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類第一架直升機”。1938年,年輕的德國人漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被直升機界認為是世界上第一種試飛成功的直升機。1936年,德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之後,公開展示了自己製造的FW-61直升機,1年後該機創造了多項世界紀錄。  1939年春,美國的伊戈爾·伊萬諾維奇·西科爾斯基完成了VS-300直升機的全部設計工作,同年夏天製造出一架原型機。這種單旋翼帶尾槳直升機構型成為現在最常見的直升機構型。  20世紀40年代,美國沃特-西科斯基公司研製的一種2座輕型直升機R-4,它是世界上第一種投入批量生產的直升機,也是美國陸軍航空兵、海軍、海岸警衛隊和英國空軍、海軍使用的第一種軍用直升機。該機的公司編號為VS-316,VS-316A。美國陸軍航空兵的編號為R-4,美國海軍和海岸防衛隊的編號為HNS-1,英國空軍將其命名為“食蚜虻1”(Hoverfly 1),英國海軍將其命名為“牛虻”(Gadfly)。  到30年代末期,在法國、德國、美國和前蘇聯都有直升機試飛成功,並迅速改進達到了能夠實用的程度。第二次世界大戰的軍事需要,加速了這一程序,促使直升機發展由探索期進入實用期,直升機開始投入生產線生產。到二戰結束時,德國工廠已生產了30多架直升機,美國交付的R5、R6直升機已達400多架。  20世紀的後半期直升機進入航空實用期,特別是越戰期間大量直升機部屬到戰場,戰後直升機的應用領域不斷擴充套件,數量迅速增加。

  

  四軸飛行器有四個旋翼來懸停、維持姿態及平飛。它的四個旋翼大小相同,分佈位置接近對稱。

  直升機的操縱系統有別於固定翼航空器,通常由以下部分組成: 單旋翼帶尾槳直升機的操縱系統說明表

  直升機依照用途可分為民用與軍用兩種。

  作為民間工作,沒有武裝且僅有該用途所需的裝備的直升機即為民用直升機。依其用途目前主要可分為下列幾種:

  增加裝甲和武器,同時加強效能以供軍事用途的直升機便為軍用直升機。依其用途目前主要可分為下列五種:
直升機是一種由至少二個或多個水平旋轉的旋翼提供向上升力和推進力而進行飛行的飛行器。直升機具有大多數固定翼航空器所不具備的垂直升降、懸停、小速度向前或向後飛行的特點。這些特點使得直升機在很多場合大顯身手。直升機與固定翼飛機相比,其缺點是速度低、耗油量較高、航程較短。