L’angle d’attaque critique est l’angle d’attaque qui produit le coefficient de portance maximal. Il est également appelé « angle d’attaque de décrochage ». En dessous de l’angle d’attaque critique, lorsque l’angle d’attaque diminue, le coefficient de portance diminue. Inversement, au-dessus de l’angle d’attaque critique, lorsque l’angle d’attaque augmente, l’air commence à s’écouler moins facilement sur la surface supérieure du profil et commence à se séparer de la surface supérieure. Sur la plupart des formes de profil, lorsque l’angle d’attaque augmente, le point de séparation de la surface supérieure de l’écoulement se déplace du bord de fuite vers le bord d’attaque. À l’angle d’attaque critique, l’écoulement de l’extrados est plus séparé et le profil ou l’aile produit son coefficient de portance maximal. Lorsque l’angle d’attaque augmente encore, l’écoulement de la surface supérieure devient plus complètement séparé et le coefficient de portance diminue encore.
Au-dessus de cet angle d’attaque critique, on dit que l’avion est en décrochage. Par définition, un aéronef à voilure fixe décroche à l’angle d’attaque critique ou au-dessus de celui-ci plutôt qu’à une vitesse particulière ou au-dessous de celle-ci. La vitesse à laquelle l’avion décroche varie en fonction du poids de l’avion, du facteur de charge, du centre de gravité de l’avion et d’autres facteurs. Toutefois, l’avion décroche toujours au même angle d’attaque critique. L’angle d’attaque critique ou de décrochage se situe généralement autour de 15° – 20° pour de nombreux profils aérodynamiques.
Certains avions sont équipés d’un ordinateur de vol intégré qui empêche automatiquement l’avion d’augmenter davantage l’angle d’attaque lorsqu’un angle d’attaque maximal est atteint, quelle que soit l’intervention du pilote. Ce dispositif est appelé « limiteur d’angle d’attaque » ou « limiteur alpha ». Les avions de ligne modernes dotés de la technologie de vol électrique évitent l’angle d’attaque critique au moyen d’un logiciel dans les systèmes informatiques qui régissent les gouvernes de vol.
Dans les opérations de décollage et d’atterrissage à partir de pistes courtes (STOL), comme les opérations de porte-avions navals et les vols STOL dans l’arrière-pays, les avions peuvent être équipés d’indicateurs d’angle d’attaque ou de réserve de portance. Ces indicateurs mesurent directement l’angle d’attaque (AOA) ou le potentiel de portance des ailes (POWL, ou réserve de portance) et aident le pilote à voler près du point de décrochage avec une plus grande précision. Les opérations STOL exigent que l’avion soit capable de fonctionner près de l’angle d’attaque critique lors des atterrissages et au meilleur angle de montée lors des décollages. Les indicateurs d’angle d’attaque sont utilisés par les pilotes pour obtenir des performances maximales pendant ces manœuvres, car les informations relatives à la vitesse ne sont qu’indirectement liées au comportement de décrochage.