垂直机动主要指爬升和俯冲，筋斗是爬升和俯冲的组合，不是单独的垂直机动动作。
飞机在爬升时，自然要首先压平尾，使飞机指向向上。但和飞机转向一样，这之后的爬升机理不是靠发动机的推力轴线的改变，而是机翼升力。压平尾使得机翼的迎角增大，升力增大，使飞机向上爬升。随着飞机的航迹由水平向倾斜向上改变，机翼相对于气流的迎角有所恢复，升力回落，而这时重力在爬升航迹的方向上的分量成为额外的阻力，所以必须增大推力才能维持速度。由于惯性的作用，飞机拉起的时候，可能会向前滑行一点然后才爬升。另一个极端是拉起过度，机翼进入失速，那飞机非但不会爬升，还会因为升力丧失而掉下去，通常是伴随着大迎角下偏航稳定性的丧失而进入螺旋。还有一个比较特别的情况是不拉起，但增加速度。如果机翼迎角不变，升力随速度增加，这时飞机自然进入浅爬升状态。这既在意料之外，又在情理之中，因为飞机在平飞状态下机翼也是有一定的迎角的，只是速度和迎角达成平衡，维持平飞而已。随着迎角增大，升力成线性增大（直到失速发生），但阻力的增加开始时较慢，然后加速上升，所以升力和阻力之比（称为升阻比）有一个最高点，和升阻比达到最大时的迎角相匹配的平飞飞行速度就是所谓巡航速度。
在失速前，升力系数（CL）随迎角成线性上升，阻力（CD）则先慢后快地上升，所以升阻比（L/D）在某一迎角达到最大，对应的速度就是巡航速度
在俯冲时，平尾上抬以减小机翼迎角，降低升力，把飞机导向下滑的航迹。同样升力在最初减少，当建立稳定的下滑航迹时，升力回复到和平飞相当的状态。由于重力在下滑航迹方向的分量和推力叠加，飞机必须减少推力才能维持速度，否则会向下越飞越快。同样，惯性也可以使飞机在实际下滑前先向前滑行一段，速度降低而机翼迎角不变也将使飞机进入自然的浅下滑。
但所有气动控制都是在机翼没有发生失速的前提下才谈得上的。气流连续地流经机翼上下表面，产生压力差，这是机翼产生升力的机制。如果机翼迎角过大，上翼面的气流会和机翼上表面发生分离，升力机制受到破坏，这就是失速。在失速状态下，机翼不再产生升力，飞机就要掉下来。任何一个迎角都有一个最低速度，低于这个速度，机翼就要进入失速。但任何机翼都有一个最大迎角，超过这个迎角后，不管速度多高，机翼都将进入失速。所以在低于最大迎角时，增加速度就可以改出失速，但超过最大迎角后，只有压低迎角才能改出失速，增加速度是没有用的。当然，用超强的发动机推力用蛮力“顶”住飞机，补偿失去的机翼升力，这也是可以的，这就是所谓过失速飞行了。
深度俯冲急剧拉起时，尽管速度很高，但依然可以因为机翼超过最大迎角而进入失速
飞行速度太低，当然可以导致失速，但飞行速度高了，不等于不能导致失速。比如说，在俯冲中，如果突然过度拉起，由于惯性和离心力的作用，机头虽然拉起了，但航迹还是在继续下滑，这时机翼的迎角可以超过最大迎角，结果是尽管有足够的速度，但飞机非但没有拉起，反而因为失速而坠地。
在水平盘旋的时候，失速速度也要高于平飞状态，也就是说更容易进入失速，因为离心力使得飞机“变重”了，机翼需要额外升力才能维持高度。
失速恢复不难，只要有足够的高度。还记得重心通常处于升力中心之前吗？在失速状态下，升力和配平力都消失了，飞机头重脚轻的本色就显示出来了，自然地机头下坠，压低迎角，靠重力增加速度，改出失速，只是这通常要掉很多高度。
这里讨论的都是正常飞行中的机动，像这样的过失速机动就是另外一回事了
应该注意的是，这里讨论的都是在机翼正常升力机制下的气动控制。过失速状态下，气动控制失效。超音速飞行的升力机制是靠激波，而不是机翼上下翼面的压力差，所以气动控制机制也不同。这两者都是发动机推力转向得以大显身手的地方，但这超过本文范围了。
战斗机机动是一个很有趣的话题，很容易有太多的迷思和想当然，尤其对升力、推力和失速的作用有很多误区。但是理清了，还是很有意思的，不是吗？