El ángulo de ataque crítico es el ángulo de ataque que produce el máximo coeficiente de sustentación. También se denomina «ángulo de ataque de pérdida». Por debajo del ángulo de ataque crítico, a medida que el ángulo de ataque disminuye, el coeficiente de sustentación disminuye. Por el contrario, por encima del ángulo de ataque crítico, a medida que el ángulo de ataque aumenta, el aire empieza a fluir con menos suavidad sobre la superficie superior del perfil aerodinámico y comienza a separarse de la superficie superior. En la mayoría de las formas de los perfiles aéreos, a medida que aumenta el ángulo de ataque, el punto de separación de la superficie superior del flujo se desplaza desde el borde de salida hacia el borde de ataque. En el ángulo de ataque crítico, el flujo de la superficie superior está más separado y el perfil aéreo o el ala produce su máximo coeficiente de sustentación. A medida que el ángulo de ataque aumenta, el flujo de la superficie superior se separa más y el coeficiente de sustentación se reduce aún más.
Por encima de este ángulo de ataque crítico, se dice que la aeronave está en pérdida. Por definición, una aeronave de ala fija entra en pérdida en el ángulo de ataque crítico o por encima de él, y no por debajo de una velocidad aerodinámica determinada. La velocidad del aire a la que la aeronave entra en pérdida varía con el peso de la aeronave, el factor de carga, el centro de gravedad de la aeronave y otros factores. Sin embargo, la aeronave siempre entra en pérdida con el mismo ángulo de ataque crítico. El ángulo de ataque crítico o de entrada en pérdida suele estar en torno a los 15° – 20° para muchos perfiles aerodinámicos.
Algunas aeronaves están equipadas con un ordenador de vuelo incorporado que impide automáticamente que la aeronave siga aumentando el ángulo de ataque cuando se alcanza un ángulo de ataque máximo, independientemente de la intervención del piloto. Esto se denomina «limitador de ángulo de ataque» o «limitador alfa». Los aviones modernos que cuentan con tecnología fly-by-wire evitan el ángulo de ataque crítico mediante un software en los sistemas informáticos que gobiernan las superficies de control de vuelo.
En las operaciones de despegue y aterrizaje desde pistas cortas (STOL), como las operaciones de portaaviones navales y los vuelos STOL de travesía, las aeronaves pueden estar equipadas con los indicadores de ángulo de ataque o de reserva de sustentación. Estos indicadores miden directamente el ángulo de ataque (AOA) o el potencial de sustentación del ala (POWL, o reserva de sustentación) y ayudan al piloto a volar cerca del punto de pérdida con mayor precisión. Las operaciones STOL requieren que la aeronave sea capaz de operar cerca del ángulo de ataque crítico durante los aterrizajes y con el mejor ángulo de ascenso durante los despegues. Los indicadores de ángulo de ataque son utilizados por los pilotos para obtener el máximo rendimiento durante estas maniobras, ya que la información sobre la velocidad del aire sólo está relacionada indirectamente con el comportamiento en pérdida.