
In fluidodinamica ed aerodinamica con il termine onda d'urto si indica un sottile strato di forte variazione dei campi di pressione, temperatura, densità e velocità del fluido. Tale sottile spessore, dell'ordine di 10 nm, viene modellato matematicamente come una discontinuità.
Un'onda d'urto può essere normale oppure obliqua alla direzione della velocità relativa tra onda e corrente, e può altresì essere stazionaria oppure spostarsi rispetto ad un corpo che la genera. Le onde sonore, essendo identificabili come "piccoli disturbi" di pressione e di velocità, in quanto queste ultime grandezze sono legate nelle equazioni che governano il fenomeno, rappresentano delle onde d'urto che, per la loro bassa intensità, possono essere considerate isoentropiche, cioè onde che non modificano sensibilmente l'entropia del flusso che le attraversa o che attraversano (sono anche dette onde di Mach). Il meccanismo delle onde d'urto oblique è in grado di deviare un flusso supersonico.
Di particolare interesse sono anche le onde d'urto adiabatiche, cioè quelle che si possono verificare in una corrente di fluido animata da moto omoenergetico.
 Si consideri la figura a destra. Si immagini un serbatoio a monte del condotto di figura che per qualche motivo si svuoti generando un flusso di fluido (che considereremo gas perfetto) all'interno del condotto. Dette 1 e 2 le due sezioni di controllo, detta "T" la temperatura totale nel serbatoio, e "p" la pressione totale, detto "τ" il volume di controllo, e siano le variazioni di sezione fra 1 e 2 trascurabili, individuando con formula_1 la normale alla sezione 1 e con formula_2 alla sezione 2, si immagini che, a causa delle condizioni di pressione a valle del condotto, o delle condizioni di raccordo del condotto stesso, il fluido sia costretto a cambiare repentinamente le sue proprietà di pressione, velocità e temperatura all'interno di un piccolo volume (indicato appunto con "τ").
Chiameremo questa zona di discontinuità onda d'urto normale.
Supponendo il flusso stazionario, e cioè nulle le derivate delle quantità rispetto al tempo, facciamo il bilancio della massa e della quantità di moto. Ipotizzando un flusso all'ingresso del volume di controllo supersonico unidimensionale, indicheremo con "ρ" la densità del fluido, con u la velocità e con A la sezione.
Bilancio di massa:
Coincidendo formula_4 con formula_5 il bilancio diviene
dove G è una costante invariante a monte e a valle del volume di controllo.
Bilancio della quantità di moto:
Abbiamo indicato con formula_8 la risultante delle azioni del condotto sul fluido, con M la massa di fluido, e con formula_9 l'accelerazione di gravità.
Trascuriamo ora il peso del fluido e l'azione del condotto sul fluido stesso, agendo essa sull'area laterale del volume, di ordine inferiore rispetto alle aree frontali. Dunque poiché formula_10 e formula_11 allora il bilancio della quantità di moto diviene semplicemente formula_12 invariante a monte e a valle del volume di controllo.
Facciamo ora il bilancio dell'energia:
Abbiamo dunque tre invarianti: G, I, e formula_14. Ricordiamo la definizione di velocità del suono critica formula_19:
Si è indicata con formula_21 la velocità del suono ad entalpia totale e formula_22.
Inoltre formula_23 e dunque giungiamo all'equazione che regola le onde d'urto normali:
Chiamiamo formula_25 e formula_26 le due soluzioni dell'equazione (reali e distinte oppure reali e coincidenti), poiché per la nota proprietà delle equazioni di secondo grado formula_27, allora in un urto normale è formula_28, dove con formula_29 abbiamo indicato il numero di Mach critico, definito come formula_30. Da questa relazione notiamo subito che un flusso attraverso un'onda d'urto normale passa da supersonico a subsonico o viceversa (ma quest'ultima alternativa è impossibile perché viola il 2º principio della termodinamica). 
La relazione che lega i numeri di Mach "veri" è la seguente:
Osservando tale relazione si nota che per formula_32 allora anche formula_33 (in questo caso avremo una zona di debole discontinuità, fenomeno quasi isoentropico chiamato "onda di Mach"). Se invece formula_34 allora formula_35.
Per quanto riguarda le velocità:
La velocità dunque attraverso un urto normale diminuisce.
Per le pressioni:
La pressione aumenta, dunque, attraverso l'onda.
Dalle leggi di Poisson si ricava poi:
Se formula_39 allora anche formula_40 e viceversa se formula_41. Indicando con formula_42 l'entropia, poiché formula_43 e che formula_44 per il secondo principio della termodinamica, allora è che formula_45 e dunque formula_39. Sono dunque possibili onde d'urto normali solo con flusso in ingresso supersonico. 
Per quanto riguarda la temperatura:
Da cui formula_48 perché il primo membro dell'equazione detta è negativo. Dunque la temperatura aumenta attraverso l'onda.
 Le onde d'urto oblique sono zone di discontinuità del campo fluidodinamico poste con un angolo diverso da 90° rispetto al flusso. Considerando la figura a destra, si chiami v la velocità di un sistema di riferimento che trasli senza accelerare rispetto ad un'onda d'urto normale. Chiamo formula_25 la velocità del fluido in ingresso rispetto ad un riferimento fermo, mentre formula_50 la velocità vista secondo il sistema di riferimento traslante. L'osservatore solidale con il sistema di riferimento traslante vede entrare un flusso con angolo formula_51 rispetto all'onda, e lo vede uscire deviato di un angolo formula_52. Rispetto alla trattazione fatta nel paragrafo precedente, cambieranno le quantità relative alle velocità, ma non quelle relative all'entalpia o all'entropia. Chiamo formula_53 la nuova entalpia totale, sempre invariante, mentre individuo in formula_54 l'entalpia totale relativa alla parte normale della velocità del fluido. Poiché energeticamente non è cambiato nulla rispetto alla situazione precedente, il salto di entropia sarà lo stesso.
Dunque la relazione che lega il numero di Mach d'entrata e uscita nel sistema di riferimento mobile sarà:
Il salto di densità è dato da:
La pressione varia secondo la relazione:
 La relazione tra formula_61 e formula_62, il cui grafico troviamo a sinistra, è la seguente:
Fissato un certo Mach in ingresso, come si vede dal grafico data la svolta formula_61 esistono due possibili soluzioni: una con il flusso in uscita supersonico ed una con flusso in uscita subsonico (una con formula_62 maggiore, ed una con formula_62 minore). Inoltre si individua un angolo di svolta massimo, indicato nel grafico come formula_67. Il significato fisico di questo angolo massimo è molto importante e si intuisce immediatamente che un flusso supersonico deviato da un'onda obliqua non potrà effettuare svolte superiori al formula_67 indicato in figura.


Il boom sonico, chiamato anche "bang" supersonico, in italiano boato sonico, è il suono prodotto dal cono di Mach generato dalle onde d'urto create da un oggetto (ad esempio un aereo) che si muove, in un fluido, con velocità superiore alla velocità del suono.
Esempi di "boom sonico" si hanno quando un aeroplano vola a velocità superiore a quella del suono nell'aria, o anche quando si fa schioccare una frusta. Il suono è in questo caso prodotto dall'estremità della frusta che supera la barriera del suono.
Nel 1964, la NASA e l'agenzia federale statunitense per l'aviazione civile, la FAA - "Federal Aviation Administration", misero in atto il progetto ""Oklahoma City sonic boom tests"". Questo esperimento consisteva nel generare otto boom sonici al giorno per un periodo di sei mesi. Furono raccolti dati interessanti dall'esperimento, ma 15000 mozioni di protesta sfociarono in una class action contro il Governo degli Stati Uniti, che uscì perdente anche in appello nel 1969.
La NASA continua ad effettuare studi mirati a ridurre l'intensità dei bang sonici.
Nel programma del 2004 denominato ""Shaped Sonic Boom Demonstration project"", un team composto da tecnici NASA del Langley Research Center e del Dryden Flight Research Center insieme alla ditta aeronautica Northrop Grumman, hanno condotto sperimentazioni presso la Edwards AFB sui profili aerodinamici di un F-5E per esplorare i margini di diminuzione del fenomeno, nell'ottica di poter rendere possibile agli aerei di nuova generazione il volo supersonico anche su aree abitate.
Nel mese di Ottobre dell'anno 2005 Israele utilizzò degli aerei F-16 per creare dei boati sonici sulla striscia di Gaza come metodo di guerra psicologica, pratica che venne successivamente condannata da parte delle Nazioni Unite. Una fonte dell'intelligence israeliana riportò che la tattica fu adottata per contrastare il supporto da parte della popolazione civile ai gruppi armati palestinesi, specialmente quelli che lanciavano i razzi Qassam verso i centri abitati israeliani. Nello stesso articolo veniva riportato il controverso rapporto di uno psichiatra palestinese che denunciava come i boom sonici avessero prodotto seri effetti sulla salute dei bambini di Gaza, inducendo ansietà, panico, diminuzione della concentrazione e del rendimento scolastico, oltre a un aumento degli aborti spontanei. Il rapporto è stato contestato dalla parte opposta e accusato di assenza di credibilità scientifica e riscontri clinici.
Lo schiocco prodotto da una frusta, quando viene usata correttamente, in realtà è un bang sonico. L'estremità della frusta si muove a una velocità superiore a quella del suono e crea il rumore caratteristico. 
Le fruste sono realizzate con una struttura che si affina partendo dalla impugnatura fino all'estremità. La punta ha molto meno massa dell'impugnatura, di conseguenza, quando la frusta è fatta schioccare correttamente, l'energia si trasferisce dall'impugnatura all'estremità. La formula per l'energia cinetica formula_1, ci spiega che la velocità della frusta aumenta via via che diminuisce la massa, fino ad arrivare a superare la velocità del suono, creando il caratteristico bang sonico.
