Les déplacements de l'avion se traduisent par trois axes de rotation qui concourent au centre de gravité, l'axe de tangage, de lacet et de roulis. Chaque axe est contrôlé par sa gouverne. Pour permettre à l’avion de tourner autour de ces axes, il faut créer une force dont la droite d’action se trouve éloignée de l’axe de rotation. C’est le rôle des gouvernes. Cette rotation est appelée moment. Pour créer un tel moment, il faut que le point d’application de la force soit le plus loin possible de l’axe de rotation, pour que cette force, et donc ce moment, soit le plus efficace possible.

Ainsi, les gouvernes créant la rotation sur l'axe de tangage et sur l'axe de lacet sont placées en bout de queue sur l'aéronef. Les gouvernes qui agissent sur l'axe de roulis sont situées sur les ailes, souvent proches du bord de l'aile. On contrôle l'axe de tangage avec la gouverne de profondeur, l'axe de lacet avec la dérive ou gouverne de direction, et l'axe de roulis avec les ailerons.

Le principe du fonctionnement des gouvernes utilise une propriété de la résultante aérodynamique. Les gouvernes, en s'agitant, augmentent ou diminuent la portance d'une partie de l'avion (on considère que la dérive et la gouverne de profondeur fonctionne exactement comme une aile).

La gouverne de profondeur :

Lorsque le pilote tire sur le manche, l’avion va effectuer une action à cabrer, pour piquer le pilote devra pousser sur le manche.

Les ailerons :

Lorsque le pilote écarte le manche vers la droite, l’avion va se pencher et tourner à droite. Les ailerons situés au bout des ailes modifient la courbure de l’extrémité de chaque aile. Ainsi la portance augmente du côté de l’aileron baissé et diminue du côté de l’aileron levé. Lorsque la portance augmente d’un côté, l’aile s’élève, de même la diminution de la portance d’un côté se traduit par un abaissement de l’aile. C’est la conjonction de ces deux actions qui induit une inclinaison de l’avion, et donc une inclinaison de la portance , qui entraîne le virage.

La gouverne de direction :

Les pilotes utilisent le palonnier pour contrôler la dérive. Le fonctionnement de cette gouverne de direction est le même que celui des deux autres gouvernes, elle provoque une courbure du profil d’aile de la dérive, générant une force aérodynamique par rapport à l’axe de lacet. En revanche, la gouverne de direction ne sert pas à diriger l’avion dans une direction, contrairement à ce que son nom pourrait laisser entendre, ceci est le rôle des ailerons. Son rôle est de maintenir l’avion dans un axe parallèle au vent relatif, la symétrie de vol. Le but étant qu’aucune des ailes ne soit privée de ce vent relatif à cause du fuselage. Sans cette symétrie, l'aile qui est cachée par le fuselage, recevrait moins de vent relatif que l’autre, il y aurait donc une différence de portance entre ces deux ailes, et, dans le pire des cas, l’avion pourrait partir en auto-rotation car les deux ailes n'entraînent pas la même force aérodynamique.