Die Staurohrströmung wird anhand des einströmenden Luftdrucks und der festgestellten Luftdichte der Atmosphäre bei ihrer jeweiligen Höhe und Lufttemperatur gemessen. Diese Gleichungen basieren auf Bernoulli-Prinzipien bei moderaten Geschwindigkeiten, die unterhalb des Überschallbereichs liegen müssen. Andere Faktoren wie Eisbildung oder Seitenwind können ebenfalls die Genauigkeit der Staurohrströmung beeinflussen. Obwohl Pitot-Rohre theoretisch verwendet werden können, um jede Fluidströmungsgeschwindigkeit zu messen, werden sie heute am häufigsten in Flugzeugen eingebaut, um die Luftgeschwindigkeit im Flug zu bestimmen. Henri Pitot wird die Erfindung der Pitot-Röhre im Jahr 1732 während der Untersuchung des Drucks der Seine in Frankreich zugeschrieben, und der französische Wissenschaftler Henry Darcy änderte ihr Design Mitte des 19. Jahrhunderts für den Flugzeuggebrauch.
Als Form der Druckmessung messen Staurohre keine Durchschnittsgeschwindigkeit, sondern einen einzelnen Geschwindigkeitspunkt im Strom. Die Fluidströmungsgeschwindigkeit kann bei Flugzeugen nicht allein durch die Staurohrströmung gemessen werden, da sie auch eine Messung des äußeren statischen Luftdrucks für Geschwindigkeitsberechnungen erfordern. Diese Geräte berechnen daher den sogenannten Stagnationsdruck oder den Druck, der von der Luft ausgeübt wird, wenn sie in das Staurohr eintritt und durch die mit dem Druckwandler verbundenen Löcher am anderen Ende austritt. Der statische Druck wird durch statische Öffnungen berechnet, die im Allgemeinen an der Seite des Rumpfes eines Flugzeugs angebracht sind, während die Staurohrströmung auf einem Staurohr basiert, das oft an einem Ausleger montiert ist, der sich aus der Nase des Flugzeugs heraus erstreckt.
Bei Staurohrströmung wird der Staudruck berechnet, indem der standardmäßige atmosphärische statische Druck zum dynamischen Druck addiert wird, der auf das Innere des Staurohrs ausgeübt wird. An der Rückseite des Staurohrs befinden sich ein Lochring und ein zentrales Austrittsloch, die beide mit dem Druckaufnehmer verbunden sind. Wenn Luft aus diesen Löchern austritt, werden die Druckunterschiede vom Messumformer verwendet, um den dynamischen Luftdruck zu berechnen. Die Bernoulli-Gleichung besagt, dass statischer Luftdruck plus dynamischer Luftdruck gleich dem Gesamtluftdruck ist, der in diesem Fall der Staudruck der Pitot-Röhre ist.
Wenn der Staudruck sowie die lokale Luftdichte bekannt sind, können Bernoulli-Gleichungen verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Flugzeugs zu berechnen, das die Staurohrströmung durchquert. Während dies unter idealen Bedingungen zuverlässig ist, führen niedrige Luftgeschwindigkeiten oft zu so kleinen Druckänderungen in der Staurohrströmung, dass der Druckwandler diese oft nicht genau berechnen kann, was zu falschen Geschwindigkeitsmessungen führt. Mehrere tödliche Flugunfälle mit fehlerhaften Messwerten des Staurohrdurchflusses sind auch aufgetreten, wenn sie vereist waren und den Luftstrom veränderten. Es können auch Anpassungen für einzigartige Bedingungen wie niedrige Luftgeschwindigkeit oder Überschallflug vorgenommen werden, sodass Pitot-Rohre genaue Messwerte liefern.