可壓縮流動（或氣體動力學）是流體力學的一個分支，它處理流體密度發生顯著變化的流動。 雖然所有流動都是可壓縮的，但當馬赫數（流動速度與聲速之比）小于 0.3 時，流動通常被視為不可壓縮（因為速度引起的密度變化約為 5%） 案件）。 可壓縮流的研究涉及高速飛行器、噴氣發動機、火箭發動機、高速進入行星大氣層、輸氣管道、噴砂等商業應用等諸多領域。

氣體動力學的研究往往與現代高速飛機的飛行和太空探索飛行器的大氣再入有關； 然而，它的起源在于更簡單的機器。 在 19 世紀初，對發射子彈行為的調查導致了槍支和大炮的準確性和能力的提高。 隨著世紀的進步，古斯塔夫·德拉瓦爾等發明家推動了該領域的發展，而恩斯特·馬赫等研究人員則試圖通過實驗了解所涉及的物理現象。

20 世紀初，氣體動力學研究的重點轉向了最終成為航空航天工業的領域。 Ludwig Prandtl 和他的學生提出了從邊界層到超音速沖擊波、超音速風洞和超音速噴嘴設計的重要概念。 普朗特的學生西奧多·馮·卡門 (Theodore von Kármán) 繼續提高對超音速流的理解。 其他著名人物（Meyer、Luigi Crocco 和 Ascher Shapiro）也對現代氣體動力學研究的基本原理做出了重大貢獻。 許多其他人也為這一領域做出了貢獻。

伴隨著 20 世紀初對氣體動力學概念理解的改進，公眾誤以為飛機可達到的速度存在障礙，通常稱為音障。 事實上，超音速飛行的障礙只是一個技術障礙，盡管它是一個需要克服的頑固障礙。 除其他因素外，當流動接近音速時，傳統機翼的阻力系數會急劇增加。 事實證明，當代設計很難克服更大的阻力，因此會產生音障的感覺。 然而，飛機設計取得了足夠的進展，生產出了 Bell X-1。 由查克·耶格爾 (Chuck Yeager) 駕駛的 X-1 于 1947 年 10 月正式達到超音速。

從歷史上看，為了進一步了解氣體動力學知識，人們遵循了兩條平行的研究路徑。 實驗氣體動力學使用光學技術進行風洞模型實驗和激波管和彈道范圍內的實驗，以記錄研究結果。 理論氣體動力學考慮應用于可變密度氣體的運動方程及其解。 許多基本的氣體動力學都是分析性的，但在現代計算流體動力學應用計算能力來解決特定幾何形狀和流動特性的可壓縮流動的其他棘手的非線性偏微分方程。

可壓縮流動的基本理論涉及幾個重要假設。 所有流體均由分子組成，但無需跟蹤流動中的大量單個分子（例如在大氣壓力下）。 相反，連續介質假設允許我們將流動的氣體視為一種連續的物質，除了低密度。 這個假設提供了一個巨大的簡化，對于大多數氣體動力學問題都是準確的。 只有在稀薄氣體動力學的低密度領域，單個分子的運動才變得重要。

一個相關的假設是無滑移條件，其中假定固體表面的流速等于表面本身的速度，這是假設連續流的直接結果。 無滑移條件意味著流動是粘性的，因此在高速穿過空氣的物體上形成邊界層，就像在低速流動中一樣。

不可壓縮流動中的大多數問題僅涉及兩個未知數：壓力和速度，這通常是通過求解描述質量守恒和線性動量守恒的兩個方程式（假設流體密度恒定）來求出的。 然而，在可壓縮流中，氣體密度和溫度也成為變量。 這需要另外兩個方程來求解可壓縮流問題：氣體狀態方程和能量守恒方程。 對于大多數氣體動力學問題，簡單的理想氣體定律是合適的狀態方程。